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Was ist Schnellarbeitsstahl? Der ABRAMS Stahlberater® klärt auf!

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Schnellarbeitsstahl, auch High Speed Steel genannt, ist ein hochlegierter Werkzeugstahl der für z.B. spannende Werkzeuge wie Maschinengewindebohrer oder Fräser, aber auch Werkzeuge wie Sägen, Drehmeißel oder zur Kaltumformung eingesetzt wird. Werkzeuge,
mit denen sich Stahl und Eisen bohren und schneiden lassen, müssen hohen Belastungen standhalten und gleichzeitig präzise und effizient arbeiten.

HSS zeichnet sich durch seine hohe Warmfestigkeit mit permanenten Bearbeitungstemperaturen von bis zu 600 °C aus und unterscheidet sich damit deutlich von Kaltarbeitsstahl, der bis 200 °C angewendet werden kann und Warmarbeitsstahl mit einer Anwendungstemperatur von 200 – 400 °C. Außer durch seine Warmfestigkeit, zeichnet sich HSS auch durch seine gute Zähigkeit und seine hohe Verschleißbeständigkeit und Warmhärte (Rotgluthärte) aus.

FAQ - Fragen zum Schnellarbeitsstahl

High Speed Steel heißt aus dem Englischen übersetzt Hochgeschwindigkeitsstahl.

Die Bezeichnung bezieht sich auf die drei- bis viermal höheren Schnittgeschwindigkeiten, die mit diesem Stahl, gegenüber gewöhnlichen Werkzeugstählen und sogar bis zu einer 10-fachen Steigerung bei niedrig legierten Stählen, erzielt werden kann. Ermöglicht wird diese Eigenschaft durch die dem Stahl beigefügten Legierungselementen wie Chrom, Molybdän, Wolfram und Vanadium bzw. Kobalt, wenn der Stahl besonderen thermischen Belastungen ausgesetzt ist.

Schnellarbeitsstahl kann einen Anteil von bis zu 2,06 % Kohlenstoff und bis zu 30 % an Legierungselemente enthalten.

Weitere deutsche Bezeichnungen für Schnellarbeitsstahl
sind u.a.:

  • Hochgeschwindigkeitsstahl
  • Hochleistungsschnittstahl
  • Schnellschnittstahl
  • Hochleistungsschnellarbeitsstahl

HS oder HSS sind gleichbedeutend und die gebräuchlichsten Kurzbezeichnungen für hochlegierten Schnellarbeitsstahl. Diese Bezeichnungen leiten sich aus der englischen Benennung High Speed Steel ab.

 

HSS-E ist zusätzlich mit Kobalt legiert und wird zur Bearbeitung von Materialien mit hoher Festigkeit und langen Schnittkanälen eingesetzt, bei denen eine sehr starke Erwärmung entsteht.

AHSS-Stahl hingegen gehört zu den unlegierten Stählen und bezeichnet moderne, hochfeste, unlegierte Kaltarbeitsstähle.

 

Die Bezeichnung AHSS steht für “Advanced High Strength Steel” und bedeutet auf Deutsch etwa “weiterentwickelter hochfester Stahl”. Somit sind die Benennungen HSS und AHSS nicht unmittelbar miteinander verwandt.

HSS-PM steht für pulvermetallurgischer Schnellarbeitsstahl. Er wird aus Stahlpulver hergestellt. Dafür werden alle erforderlichen Legierungselemente in einem Induktionsofen geschmolzen und mit einem starken Gasstrahl zerstäubt. Die daraus entstehenden Tropfen erstarren in weniger als einer Sekunde zu sehr feinen Pulverkörnern, die dann gefiltert und in eine Stahlkapsel gefüllt werden. Die Kapsel wird vakuumverschlossen und heiß-isostatisch gepresst (HIP). Durch eine Temperatur von ca. 1150 °C und hohem Druck entsteht hier nach einiger Zeit ein massiver und 100 % dichter Stahlblock.


Die Bruchsicherheit von PM-Stahl durch seine feine und gleichmäßige Carbid-Verteilung und die hohe Reinheit und optimierte Homogenität von HSS, also die Gesamtheit dieser Eigenschaften, erlauben es, Schnellarbeitsstahl als „Stahl mit hoher Festigkeit bzw. mit hohem Widerstand“ zu deklarieren.

Schnellarbeitsstahl bietet verschiedene Vor- und Nachteile.


Vorteile von Schnellarbeitsstahl
:

  • Härte und Verschleißfestigkeit: Schnellarbeitsstahl ist für seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit bekannt. Dadurch behält er seine Schneidfähigkeit und Standzeit auch bei hohen Temperaturen und langen Bearbeitungszeiten.
  • Hohe Schnittgeschwindigkeiten: Aufgrund seiner hohen Härte kann Schnellarbeitsstahl mit hohen Schnittgeschwindigkeiten arbeiten, was die Produktivität und Effizienz in der Bearbeitung erhöht.
  • Gute Wärmebeständigkeit: Schnellarbeitsstahl kann hohen Temperaturen standhalten, ohne, dass Härte und Festigkeit beeinträchtigt werden. Dadurch eignet er sich für Anwendungen, bei denen Wärmeentwicklung ein Problem sein kann, wie bspw. beim Schneiden von Metallen.
  • Präzise Bearbeitung: Schnellarbeitsstahl ermöglicht aufgrund seiner hohen Härte und Verschleißfestigkeit eine präzise und genaue Bearbeitung von Werkstücken.

 

Nachteile von Schnellarbeitsstahl:

  • Härteabfall bei 600 °C: Ab ca. 600 °C fällt die Härte von Schnellarbeitsstahl rapide ab. Aus diesem Grunde sind Schnellarbeitsstähle für höhere Betriebstemperatur nicht geeignet. In diesen Fällen kommen Werkstoffe wie Hartmetalle oder Schneidkeramiken in Betracht.

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