Automatenstahl

Ein Automatenstahl ist ein Stahl, der für die spanenden Fertigungsverfahren Drehen und Bohren (ununterbrochener Schnitt) auf automatisierten Werkzeugmaschinen optimiert ist. Wie der Name sagt, werden Automatenstähle hauptsächlich für die Serienfertigung mit Drehautomaten und kombinierten Bearbeitungszentren verwendet. Die wichtigsten Automatenstähle sind in der ISO 683-4 genormt. Frühere Normen waren die zurückgezogenen DIN 1651, EN 10087 bzw. EN 10277-3.

Durch Legieren mit Phosphor oder Schwefel bilden sich spröde Einschlüsse, an denen die Späne brechen können.
Durch Legieren mit Blei entstehen feinverteilte heterogene Bleieinschlüsse im Stahl, an denen die Späne brechen können. Automatenstähle für sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten werden mit Blei legiert. Da während des Legierens aus der Schmelze toxische Bleidämpfe frei werden, muss eine besondere Ausrüstung des Stahlwerks zum Absaugen und Abscheiden der Dämpfe eingesetzt werden. Deshalb werden bleilegierte Automatenstähle nicht mehr in großen Mengen hergestellt.
Durch Legieren mit Schwefel (0,08 %–0,4 %) und Mangan (0,7 %–1,7 %) können ähnliche Eigenschaften eingestellt werden wie mit der Bleilegierung. Durch den Schwefelzusatz entstehen weiche, zeilenförmig ausgeprägte Mangansulfideinschlüsse im Stahl, an denen die Späne brechen.

Normung

Weltweite Normung (aktuell)

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Automatenstähle sind nach ISO 683-4<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> genormt. Die Einteilung der Stahlsorten erfolgt nach ISO 4948-1 und ISO 4948-2. Alle Stähle nach diesem Teil der ISO 643 sind unlegierte Qualitätsstähle.

Bezeichnung der Stähle in diesem Teil der ISO 683 und vergleichbarer Sorten in anderen Bezeichnungssystemen
Stahlbezeichnung nach^a
ISO 683-4		SAE^b		EN 10087			JIS^d		GB / T 8731-2008^e
ISO-Kurzname	ISO-Werkstoffnummer		i/n/w^f			i/n/w^f		i/n/w^f		i/n/w^f
Stähle, die nicht für eine Wärmebehandlung bestimmt sind
9S20	-	-	-	-	-	-	SUM21	n	Y08	w
11SMn30	-	SAE 1215	n	11SMn30	1.0715	i	SUM22	n	Y15	n
11SMnPb30	-	SAE 12L15	n	11SMnPb30	1.0718	i	SUM22L	n	Y15Pb	n
11SMn37	-	-	-	11SMn37	1.0736	i	-	-	-	-
11SMnPb37	-	-	-	11SMnPb37	1.0737	i	-	-	-	-
Einsatzstähle
10S20	-	-	-	10S20	1.0721	i	-	-	Y12	n
10SPb20	-	-	-	10SPb20	1.0722	i	-	-	Y12Pb	w
15SMn13	-	-	-	15SMn13	1.0725	i	-	-	-	-
17SMn20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Vergütungsstähle
35S20	-	-	-	35S20	1.0726	i	-	-	Y30	w
35SPb20	-	-	-	35SPb20	1.0756	i	-	-	-	-
36SMn14	-	SAE 1137	n	36SMn14	1.0764	i	SUM41	n	-	-
36SMnPb14	-	SAE 11L37	n	36SMnPb14	1.0765	i	-	-	-	-
35SMn20	-	-	-	-	-	-	-	-	Y40Mn	n
35SMnPb20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
38SMn28	-	-	-	38SMn28	1.0760	i	-	-	-	-
38SMnPb28	-	-	-	38SMnPb28	1.0761	i	-	-	-	-
44SMn28	-	SAE 1144	n	44SMn28	1.0762	i	SUM43	n	Y45Mn	w
44SMnPb28	-	SAE 11L44	n	44SMnPb28	1.0763	i	-	-	Y45MnSPb	n
46S20	-	-	-	46S20	1.0727	i	-	-	Y45	i
46SPb20	-	-	-	46SPb20	1.0757	i	-	-	-	-
^a Quellen siehe Literaturhinweise. ^b SAE-Stähle aufgeführt in SAE-Normen. ^c Europäische Stähle nach EN 10087 und der „Stahl-Eisen-Liste“, falls die Stahlnummer in Klammern angegeben ist, ist der Stahl nur in der „Stahl-Eisen-Liste“ geführt. ^d Japanische Industrienorm. ^e Chinesische nationale Norm. ^f i = identische Stahlsorte zur ISO-Sorte; n = Stahl mit sehr ähnlicher Zusammensetzung, aber nicht identisch; w = ähnliche Zusammensetzung.

Wärmebehandlungszustand nach Tabelle 1: unbehandelt „+U“, vergütet „+QT“

gegenüber EN 10087:1999-01 9S20, 17SMn20, 35SMn20 und 35SMnPb20 hinzugefügt

Europäische Normung (zurückgezogen)

Vorlage:Infobox Norm

Alle Stähle in dieser Europäischen Norm EN 10087<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> sind nach EN 10020 als unlegierte Qualitätsstähle eingeteilt.


Stahlbezeichnung
Kurzname	Werkstoffnummer
Nicht für eine Wärmebehandlung bestimmte Stähle
11SMn30	1.0715
11SMnPb30	1.0718
11SMn37	1.0736
11SMnPb37	1.0737
Einsatzstähle
10S20	1.0721
10SPb20	1.0722
15SMn13	1.0725
Vergütungsstähle
35S20	1.0726
35SPb20	1.0756
36SMn14	1.0764
36SMnPb14	1.0765
38SMn28	1.0760
38SMnPb28	1.0761
44SMn28	1.0762
44SMnPb28	1.0763
46S20	1.0727
46SPb20	1.0757

gegenüber DIN 1651 wurden gestrichen die Sorten 15 S 10 (1.0710), 60 S 20 (1.0728) und 60 SPb 20 (1.0758), hinzugefügt die Sorten 15SMn13 (1.0725), 38SMn26 (1.0760), 38SMnPb26 (1.0761), 44SMn28 (1.0762), 44SMnPb28 (1.0763), 36SMn14 (1.0764) und 36SMnPb14 (1.0765)

Nationale Normung (zurückgezogen)

Vorlage:Infobox Norm

Die Normung erfolgte nach DIN 1651<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>.

Liste vergleichbarer Automatenstähle auf Basis DIN 1651
Automatenstähle nach
DIN 1651		EURONORM 87-70		ISO/DIS 683/9
Kurzname	Werkstoffnummer	Kurzname	¹⁾	Kurzname	¹⁾
Automatenstähle für allgemeine Verwendung
-	-	10 S 22		9 S 20
9 SMn 28	1.0715	11 SMn 28	○	11 SMn 28	○
9 SMnPb 28	1.0718	11 SMnPb 28	○	11 SMnPb 28	○
9 SMn 36	1.0736	12 SMn 35	○	12 SMn 35	○
9 SMnPb 36	1.0737	12 SMnPb 35	○	12 SMnPb 35	○
Automaten-Einsatzstähle
15 S 10	1.0710	-		-
10 S 20	1.0721	10 S 20	○	10 S 20	○
10 SPb 20	1.0722	10 SPb 20	○	10 SPb 20	○
-	-	12 S Mn 20		-
-	-	17 S 20		-
-	-	-		17 SMn 20
Automaten-Vergütungsstähle
35 S 20	1.0726	35 S 20	○	35 S 20	○
35 SPb 20	1.0756	-		²⁾
-	-	35 SMn 20		35 SMn 20
45 S 20	1.0727	45 S 20	○	46 S 20	○
45 SPb 20	1.0757	-		²⁾
-	-	-		44 SMn 28
60 S 20	1.0728	60 S 20	○	-
60 SPb 20	1.0758	-		-
¹⁾ In dieser Spalte ist der Grad der Übereinstimmung in der chemischen Zusammensetzung der Stähle nach dieser Norm einerseits und der Stähle nach den internationalen Unterlagen andererseits gekennzeichnet. Es bedeutet: ○ nicht unwesentliche Abweichungen ²⁾ Die Lieferung einer anderen Sorte kann vereinbart werden.

Wärmebehandlungszustand nach Tabelle 1: warmgeformt "U", geschält "SH", kaltgezogen "K"

gegenüber früherer Ausgabe Stahl 9 S 20 (1.0711) gestrichen, Stähle 15 S 10 (1.0710), 35 SPb 20 (1.0756), 45 SPb 20 (1.0757) und 60 SPb 20 (1.0758) neu aufgenommen

Frühere Ausgaben

1970-04<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
1960-11
1954-08
1944-08

Einsatzbeispiele üblicher Stahlsorten

In der Tabelle sind einige der bekanntesten Vertreter des Automatenstahls aufgeführt.

Stahlsorte	Werkstoff-Nr.:	Chem. Zusammensetzung %	Eigenschaften
9 S 20	1.0711	C ≤0,13 %, Si ≤0,05 % Mn 0,9 %, P ≤0,1 %, S 0,2 %	Für Teile mit geringer Beanspruchung.
11 SMn 30	1.0715	C ≤0,11 %, Si ≤0,05 % Mn 1,1 %, P ≤0,11 %, S 0,3 %	Für Teile mit geringer Beanspruchung.
9 SMnPb 28	1.0718	C ≤0,14 %, Si ≤0,05 % Mn 1,1 %, P ≤0,11 %, S 0,3 %, Pb 0,28 %	Für Teile mit geringer Beanspruchung. Pb-Zusatz um glatte Bearbeitungsflächen zu erzielen.
11 SMn 37 / 9 SMn 36	1.0736	C ≤0,14 %, Si ≤0,05 % Mn 1,3 %, P ≤0,11 %, S 0,37 %	Für Teile mit geringer Beanspruchung.
11 SMnPb 37 / 9 SMnPb 36	1.0737	C ≤0,14 %, Si ≤0,05 % Mn 1,3 %, P ≤0,11 %, S 0,37 %, Pb 0,28 %	Für Teile mit geringer Beanspruchung. Pb-Zusatz um glatte Bearbeitungsflächen zu erzielen.
11 SMnPbTe 37	1.0738	C ≤0,14 %, Si ≤0,05 % Mn 1,3 %, P ≤0,11 %, S 0,37 %, Pb 0,28 %, Te 0,04 %	Variante des 1.0737. Pb-Zusatz um glatte Bearbeitungsflächen zu erzielen. Tellur verbessert die Zerspanbarkeit beim Drehen.
11 SMnPbBiTe 37	1.0739	C ≤0,14 %, Si ≤0,05 % Mn 1,3 %, P ≤0,11 %, S 0,37 %, Pb 0,28 %, Bi 0,065 %, Te 0,015 %	Für Teile mit geringer Beanspruchung. Pb-Zusatz um glatte Bearbeitungsflächen zu erzielen. Bismut verbessert, wie Tellur die Zerspanbarkeit beim Drehen.
10 S 20	1.0721	C 0,1 %, Si ≤0,4 % Mn 0,9 %, P ≤0,06 %, S 0,2 %	Einsatzhärtbarer Automatenstahl für z. B. Bolzen oder Kegelstifte.
10 SPb 20	1.0722	C 0,1 %, Si ≤0,4 % Mn 0,9 %, P ≤0,06 %, S 0,2 %, Pb 0,28 %	Einsatzhärtbarer Automatenstahl für z. B. Bolzen oder Kegelstifte.

Zerspanbarkeit

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Automatenstahl wird wegen guter Zerspanbarkeit angewendet: geringe Zerspankräfte, geringer Verschleiß, guter Spanbruch, gute Oberflächenqualitäten und hohe Standzeiten. Diese werden durch die schützende und schmierende Wirkung von Blei und Mangansulfid erreicht.

Literatur

Europa-Lehrmittel: Tabellenbuch Metall. 30. Auflage. Pforzheim 1978, ISBN 3-8085-1060-9
Verlag Stahlschlüssel Wegst GmbH: Stahlschlüssel. Auflage 2001. Verlag Stahlschlüssel Wegst GmbH, Marbach 2001, ISBN 3-922599-17-6

Weblinks

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Einzelnachweise