Wer Schrauben, Verschraubungen oder Hydraulikanschlüsse zu Tausenden fertigt, für den wird das Zerspanungsverhalten des Werkstoffs zu einem der größten Kostenfaktoren pro Teil. Automatenstähle wurden genau dafür entwickelt: Stähle, die sich auf Drehautomaten mit hoher Geschwindigkeit, langer Standzeit und guter Oberflächengüte bearbeiten lassen.
Was bewirken Schwefel und Blei?
In Automatenstählen wird der Schwefelgehalt bewusst hoch gehalten (etwa 0,15–0,40 %). Schwefel bildet mit Mangan im Stahl Einschlüsse aus Mangansulfid (MnS). Diese sorgen dafür, dass der Span in kurze Stücke bricht statt in langen, gekräuselten Bändern; Spanwickel und Stillstände an der Maschine werden seltener.
Manchen Sorten werden zusätzlich etwa 0,15–0,35 % Blei zugegeben. Beim Schneiden wirkt Blei wie ein Schmiermittel zwischen Werkzeug und Span; es senkt Schnittkräfte und Werkzeugverschleiß und erlaubt höhere Schnittgeschwindigkeiten.
Wie werden die Namen gelesen?
- 11SMnPb30 — etwa 0,11 % Kohlenstoff, mit Schwefel (S) und Mangan (Mn), bleilegiert (Pb); 30 steht für etwa 0,30 % Schwefel. Alter DIN-Name 9SMnPb28, SAE-Entsprechung 12L13.
- 11SMn37 — die bleifreie Variante mit etwa 0,37 % Schwefel; früher 9SMn36, SAE-Entsprechung 1215.
- SAE 12L14 — im amerikanischen System kennzeichnet der Buchstabe „L“ den Bleizusatz.
Wo werden sie eingesetzt?
Automatenstähle werden für kleine und mittelgroße Teile eingesetzt, bei denen Maßgenauigkeit und Fertigungseffizienz wichtiger sind als Festigkeit:
- Schrauben, Muttern, Stifte und Sonderverbindungselemente
- Verschraubungen, Nippel und Hydraulik-/Pneumatikanschlüsse
- Buchsen, Wellenenden und Präzisionsdrehteile
Diese Stähle werden meist als Blankstahl (kaltgezogen), Sechskant und Ring verwendet, die direkt in den Drehautomaten gehen. Manche kohlenstoffarme Automatenstähle eignen sich zum Einsatzhärten (z. B. 10S20), kohlenstoffreichere zum Vergüten (z. B. 35S20).
Grenzen
- Schlechte Schweißbarkeit: Hoher Schwefelgehalt erhöht beim Schweißen das Risiko von Heißrissen.
- Richtungsabhängige Zähigkeit: In Walzrichtung gestreckte MnS-Einschlüsse senken Zähigkeit und Dauerfestigkeit, besonders quer zur Faser. Für Sicherheitsteile unter hoher dynamischer Last und Stößen sind sie nicht geeignet.
- Einschränkungen bei Blei: In manchen Branchen und Märkten ist der Bleigehalt reguliert. Prüfen Sie vor der Wahl einer bleihaltigen Sorte die Kundenspezifikation und wählen Sie bei Bedarf eine bleifreie Sorte.
Chemische Zusammensetzung (DIN 1651)
Bereiche der Zusammensetzung gängiger Automatenstähle in Massenprozent:
| Werkst.-Nr. | DIN | C | Mn | S | Pb |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.0711 | 9 S 20 | 0.13 | 0.60-1.20 | 0.180-0.250 | - |
| 1.0715 | 9 SMn 28 | 0.14 | 0.90-1.30 | 0.240-0.320 | - |
| 1.0718 | 9 SMnPb 28 | 0.14 | 0.90-1.30 | 0.240-0.320 | 0.15-0.30 |
| 1.0736 | 9 SMN 36 | 0.15 | 1.00-1.50 | 0.320-0.400 | – |
| 1.0737 | 9 SMnPb 36 | 0.15 | 1.00-1.50 | 0.320-0.400 | 0.15-0.30 |
| 1.0721 | 10 S 20 | 0.07-0.13 | 0.50-0.90 | 0.150-0.250 | - |
| 1.0722 | 10SPb20 | 0.07-0.13 | 0.50-0.90 | 0.150-0.250 | 0.15-0.30 |
| 1.0726 | 35 S 20 | 0.32-0.39 | 0.50-0.90 | 0.150-0.250 | - |
| 1.0727 | 40 S 20 | 0.42-0.50 | 0.50-0.90 | 0.150-0.250 | - |