Interview mit einem Fräser

Bei mir hat das Lernen für die Zwischenprüfung begonnen. Da ich extreme Probleme habe mir Dinge zu merken muss ich auf andere Dinge als einfach durchlesen zurückgreifen. Das kann bei mir zB das Aufzeichnen oder Vorstellen von Gedankenräumen sein, die ich mit dem zum lernenden einrichte. In diesem Fall habe ich das zu Lernende einfach personifiziert und ein Interview mit ihm gemacht – nehme mir dann aber auch ein paar künstlerische Freiheiten raus – dh es muss nicht alles 100% logisch sein 😉

Interview mit einem Fräser

Unsere Reporterin vom Produktionsmagazin – Lifestyle für fortgeschrittenen Arbeitsfetisch – ist für Sie losgezogen um den Hartmetallfräser D14 aus dem 9. Fräserbalett an Maschine 7 zu interviewen.
Wie bekommt man so eine herausragende Rolle, wie ist das Leben eines Hartmetallfräsers privat und wie geht man mit dem Druck der Öffentlichkeit um? All das waren Dinge die wir ihn gefragt haben – lesen sie selbst.

Reporterin: Herzlichen Glückwunsch erst mal zu Ihrer Rolle im 9. Fräserbalett an Maschine 7. Der einzige Fräser der Y-Achse, Sie fräsen einen großen Absatz ins Rundmaterial – wie sind sie an eine so bedeutende Rolle gekommen?

HMFräserD14: Danke – auch für die Einladung zu dem Interview. Ich bin ein großer Fan ihres Magazins.
Nun – eigentlich wie man immer an solche Rollen kommt: die Qualifikation stimmt und dann kam noch die gehörige Portion Glück mit dazu.

R: Welche Qualifikation ist das?

HMFD14: Ich bin ein legierter Hartmetallfräser mit 5 Schneiden im Durchmesser 14 und 4D lang, also 4 Mal den Durchmesser des Schneidenradius 1. Ich bin frisch geschliffen (weswegen mein Durchmesser 3 hundertstel ca kleiner ist – aber das wissen die Maschineneinrichter_innen ja) – was sehr wichtig ist bei solch hohen Qualitätsansprüchen und bin durch Legierung und Material besonders für sehr zähhartes Material wie chromlegierten Edelstahl geeignet. Ausserdem brauchts meine Länge – die ja normalerweise nicht so gern gesehn ist, weil länger ausgespannte Fräser ja auch immer eine größere Gefahr von Ungenauigkeit bedeuten – damit die Kontur seitlich gefräßt werden kann.

R: Ihre Qualifikation klingt in der Tat sehr beindruckend. Und was war dann Ihr Quantum Glück?

HMFD14: Nun ja, ich lag halt ganz oben in meiner Hülle in der Schublade, weil ich grade frisch vom Nachschleifen kam. Aber es hätten ja auch die Kollegen rechts oder links von mir ausgewählt werden können.

R: Manchmal sind eben die kleinen Zufälle die Entscheidenden. Bei so hoher Beanspruchung – haben sie da nicht Angst Probleme zu bekommen?

HMFD14: Klar. Die Angst vor dem Abplatzen oder dem Stumpfwerden einer Schneide ist immer da – aber das ist Berufsrisiko und der Druck in unserer Branche ist eben hoch. Die Einrichter_innen können ja auch immer Bockmist bauen. Nur eine Sekunde zu lang gezögert – nen zu hohen Vorschub an – und schon knallts. Aber ich denke ich bin durch meine Legierung, die 5 Schneiden und mein Material wirklich auf alle Eventualitäten vorbereitet.

R: Die Fragen muss ich Ihnen natürlich jetzt stellen: Was für eine Legierung haben sie, was ist das besondere an ihrem Material und was haben die 5 Schneiden mit dem ganzen zu tun?

HMFD14: Ich bestehe vorallem aus Titancarbid. Das erhöht die Verschleißfähigkeit enorm – ist aber eigentlich eher bei Wendeschneidplatten üblich. Andere Varianten wären Titannitrit oder Wolframcarbid (was am üblichsten ist) gewesen.
Das besondere an meinem Material ist, dass es gesintert ist. Alle Hartmetallwerkstoffe sind Sintermetalle. Sintern (so wird der Gesamtprozess, wie ein Einzelprozess genannt) bedeutet, dass verschiedene Metallpulversorten – je nach Anspruch an das werdende Material – zusammengemischt, gepresst und dann gesintert werden. Sintern ist eine Wärmebehandlung, bei der durch das Glühen von dem gepressten Pulver durch Diffusion und Rekristallisation ein zusammenhängendes Gefüge entsteht.
Und das mit den 5 Schneiden ist nun wieder etwas einfacher: Um so mehr Schneiden man hat, auf um so mehr Schneiden kann sich die Kraft die beim Fräsen auf mich ausgewirkt wird verteilen – so halte ich dann einfach mehr aus, als nur 4 schneidrige Fräser. Bei Aluminium kann ich deswegen aber nicht verwendet werden – da würde der Werkstoff dann anfangen zu schmieren, weil die Späne sich in den sehr kleinen Zwischenräumen festsetzen würden und das Material so weich ist.

R: Wow. Das Sintern klingt kompliziert und doch gleichzeitig faszinierend, weil die Vorstellung, dass ein so hartes Metall aus Pulver einfach zusammengepresst werden kann, doch beeindruckend ist. Woraus besteht das Rundmaterial eigentlich was sie bearbeiten?

HMFD14: Momentan vorallem X39CroMo17-1. Das ist ein Hochlegierter martensitischer nichtrostender Stahl. Das X steht für hochlegiert – also Legierungsbestandteile über 5%. Nichtrostende Stähle müssen mindestens einen Chromgehalt von 10,5% und einen hohen Kohlenstoffanteil haben. Als Legiert gilt ansonsten das, wo die jeweiligen Bestandteile wie zB Aluminium, Kupfer, Mangan festgelegte Prozentuale Werte überschritten haben.
Das 39 steht für den mittleren Kohlenstoffgehalt 39/100 – also 0,39%. Danach werden die Hauptlegierungselemente aufgezählt. Chrom und Molybdän. Die Zahlen dahinter werden in der gleichen Reihenfolge den Elementen zugeordnet. Die 17 dem Chrom, die 1 dem Molybdän. Im Gegensatz zu den sonstigen Stahlbezeichnungen muss hier kein Prozentualer Anteil ausgerechnet werden – die Zahlen sind direkt der richtige Wert. Der Stahl besteht also aus 17 % Chrom, 1 % Molybdän, 0,39 % Kohlenstoff – ein paar anderen Stoffen in so geringer Menge, die nicht weiter erwähnenswert sind und dem Rest Eisen.

R: Da bearbeiten Sie aber wirklich hochwertiges Material. Das kostet wahrscheinlich einiges.
Wissen sie wie Edelstahl hergestellt wird? Man kann sich ja wohl kaum vorstellen, dass die einzelnen Bestandteile einfach zusammen gemischt werden wie beim Bäcker?

HMFD14: Da haben Sie recht. Zuerst: es gibt unterschiedliche Metalle. Eisenwerkstoffe und Nichteisenwerkstoffe. Die Nichteisen-Werkstoffe unterteilen sich in Schwer- und Leichtmetalle. Die Definition dieser ist lediglich eine höhere oder niedrigerer Dichte als 5kg/dm3. Schwermetalle sind sowas wie Kupfer, Zink und Blei und Leichtmetalle sind sowas wie Aluminium, Magnesium und Titan. Nun kommen wir zu den Eisenmetallen. Dort gibt es die Unterteilung in Stähle und Eisen-Gusswerkstoffe. Der Unterschied hier ist den Kohlenstoffanteil. Alles über 2,01% C ist Guss.
Stahl ist also ein Werkstoff der aus größtenteils Eisen besteht – und das obwohl das so unglaublich weich ist. Aber nur 0,2% Kohlenstoff können das Eisen um so vieles Härter machen.
Aber ich schweife aus – kommen wir zur Herstellung.
Zuerst brauchen wir Roheisen. Roheisen bekommen wir aus Eisenerzen. Eisen kommt nämlich nur in chemischen Verbindungen in der Natur vor. So gibt es zum Beispiel Roteisenstein (Fe2O3) was 40-60% Eisen hat, oder auch Spateisenstein (FeCO3) mit 30-45% Eisenanteil.
Um das Eisen aus dem Eisenerz heraus zu bekommen brauchts einen Hochofen. Das ist ein riesiger, meist runder, Turm. In den wird nun Schichtweise aufbereitetes Eisenerz mit Zuschlägen wie Kalk und Koks (nicht das weiße) gefüllt.
Von unten wird dann Heißluft mit ca 800°C-1200°C reingeblasen und verbrennt das Koks. Dabei entstehen Verbrennungsgase die mit dem Eisenerz reagieren und nach oben steigen, unter anderem Kohlenmonoxid (CO) was dem Eisenerz den Sauerstoff entzieht. Dieser Prozess nennt sich Reduktion. Das Roheisen schmilzt und sammelt sich zusammen mit der Kalk gebundenen Schlacke (Abfallstoffe) am Boden des Hochofens. Die Schlacke schwimmt auf dem Roheisen. Von da aus kann dann im Abstand von ein paar Stunden Roheisen und Schlacke abgestochen werden (tatsächlich wurde das früher mit einer Art Spaten abgestochen – mittlerweile sind da Maschinen dran)

R: Das war früher garantiert ein harter Beruf?

HMFD14: Ja, auf jedenfall. Heut zu Tage immer noch – auch wenn es ganz viele Sicherheitsbestimmungen gibt und Maschinen heut zu Tage fast alles erledigen.
Nun ja – jetzt haben wir Roheisen – mit bis zu 4% Kohlenstoff. Das ist ja aber noch kein Edelstahl.
Jetzt kommen wir zum Frischen: Das ist der Prozess bei dem die unerwünschten Begleitstoffe wie zB Schwefel, Mangan oder Phosphor herausgeholt werden und der Kolenstoffgehalt gesenkt wird – ihr erinnert euch: Stahl hat maximal 2% Kohlenstoffanteil.
Nach dem Frischen gibt es dann unterschiedliche Möglichkeiten dem Stahl die Zusammensetzung zu geben, die man will – die bekanntesten sind wohl das LD-AC und Elektrostahl Verfahren. Für Edelstahl eignet sich eher das Elektrostahl Verfahren. Dabei werden Eisenschwamm, Roheisen und Zeug zur Schlackebildung zusammen in einen Elektroofen gegeben, der dann durch einen Lichtbogen zwischen zwei Graphitelektroden oder Induktion – bis zu 3500°C erzeugen kann und dardurch alles zu schmelzen bringt. Die Schlacke samelt wieder alles unerwünschte und das Stahl sammelt sich unten und lässt sich abgiessen. Vorteil bei den hohen Temperaturen sind, dass auch sowas wie Wolfram oder Molybdän geschmolzen werden können. Wo wir wieder bei unserem Hochlegierten Edelstahl wären. Jetzt wird er noch nachbehandelt um die Stahlqualität zu verbessern und schon kann er gegossen, gezogen, warmgewalt – oder wie auch immer man das Halbzeug haben will – werden. Schwups haben wir bei uns in der Firma die Stange aus der Schmelze liegen und ich darf fräsen.

R: Danke – jetzt kann ich mir tatsächlich ein bisschen mehr drunter vorstellen. Vorallem benutzt man ja Stahl selbstverständlich und ständig im Alltag, aber wirklich bewusst, wie viele Prozesse und Arbeit dahinter stehen, ist es einem nicht wirklich.

HMFD14: Ja das stimmt – aber umso besser finde ich es, wenn ein Magazin wie ihres solche Prozesse auch sichtbar macht.

R: Das freut mich. Ich bedanke mich für das ausführliche Interview und hoffe und wünsche Ihnen, dass es gut weitergeht und sie noch viele Teile Fräsen können.

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One Response to Interview mit einem Fräser

  1. Jeanne says:

    Cool! 😀

    Du solltest für “Werkzeugmaschinen hautnah” schreiben. 😉

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