Eine Bohrstange ist ein geläufiger Begriff in der Maschinen- und Fertigungsindustrie. Sie können Bohrstangen verwenden, um verschiedene Werkzeuge wie Fräser, Heißarbeitswerkzeuge, Maschinenteile, Stempel, Feilen und mehr herzustellen. Aber wissen wir, wie wir die richtige Bohrstange für unsere Bedürfnisse auswählen?
Bohrgestänge unterscheiden sich hinsichtlich Zähigkeit, Haltbarkeit, Temperaturbeständigkeit und Anwendungsmöglichkeiten. Wie können wir bei so vielen verschiedenen Materialqualitäten und -typen sicherstellen, dass wir die richtige Bohrstange auswählen?
Hier kommen wir ins Spiel – dies ist der einzige Leitfaden, den Sie jemals zum Bohren von Stangen, ihrer Verwendung und Anwendung benötigen. Dieser Leitfaden ist sowohl für absolute Anfänger als auch für Profis in der Branche geeignet.
Sehen wir uns einige der am häufigsten gestellten Fragen zum Thema Bohrgestänge an!
Was ist eine Bohrstange?
Einfach ausgedrückt ist eine Bohrstange ein längeres Stahlstück aus einfach zu formendem Werkzeugstahl, das Sie für die Bearbeitung verwenden können, um verschiedene Werkzeuge und Teile herzustellen.
Üblicherweise sind Bohrstangen rund. Es gibt jedoch einige quadratische, wie die quadratischen Kellys, die Sie unten sehen werden. Bohrstangen sind im Allgemeinen weich genug, um maschinell in ihre endgültige Form gebracht zu werden.
Bohrstangen müssen eine saubere und glatte Oberfläche haben. Um sie auf diese Weise herzustellen, verwenden wir normalerweise Präzisionsschleifen.
Wofür wird eine Bohrstange verwendet?
Bohrstangen haben viele verschiedene Anwendungen. Hersteller verwenden normalerweise Bohrstangen zur Herstellung von Bohrern, Wellen, Passstiften, Reibahlen, Stempeln, Gewindebohrern, Hämmern, Feilen, Schneidwerkzeugen, Heißarbeitswerkzeugen usw.
Verschiedene Bohrstangenqualitäten eignen sich am besten für bestimmte Anwendungen. Zum Beispiel:
- W1 ist geeignet für Kaltarbeitswerkzeuge, Handwerkzeuge, Schneidwerkzeuge, Stempel, Matrizen usw.;
- Die Klasse O1 eignet sich am besten für Stempel, Matrizen und Lehren;
- A2 und D2 können für Wälzfräser, Walzen, Rändel, Prägestempel, Stempel, Matrizen usw. geeignet sein;
- S7 gade ist perfekt für Knock-Out-Pins, Drift-Pins, Stempel, Greifer, Track-Tools, River-Sets, Dorne, kreisförmige Rohrschneider und mehr;
- H13 (oder V44) eignet sich für Warmarbeitswerkzeuge, Kunststoffformen, Druckgusswerkzeuge, Kernstifte, Auswerferstifte und mehr;
Arten von Bohrstangen nach dem Herstellungsprozess
Nach Angaben des Herstellungsverfahren sie durchlaufen, gibt es drei verschiedene Arten von Bohrstangen: lufthärtend, wasserhärtend und ölhärtend. Jede dieser Bohrstangen hat verschiedene Verwendungen und Anwendungen. Lassen Sie uns etwas über jede dieser verschiedenen Arten von Herstellungsprozessen und Bohrstangen erklären.
Lufthärten
Wir gehen von der härtesten Kategorie des Werkzeugstahls aus – der luftgehärteten Bohrstange. Luftgehärteter Stahl hat mehr Legierung, und das macht ihn so hart und widerstandsfähig. Nach der Wärmebehandlung können Sie lufthärtende Bohrgestänge an ruhender Luft aushärten lassen.
Lufthärtende Bohrstangen haben im Vergleich zu öl- oder wasserhärtenden Stangen eine überlegene Bearbeitbarkeit und Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus ist die Lufthärtung in Bezug auf Verzug und Maßhaltigkeit sicherer als die Wasser- oder Ölhärtung.
Ölhärten
Ölhärtende Bohrstangen stehen an zweiter Stelle, wenn es um Härte und Langlebigkeit geht. Obwohl ölhärtende Stäbe weniger Legierung als lufthärtende Stäbe haben, sind sie immer noch reich genug, um dem Schweißen standzuhalten. Darüber hinaus ist ölhärtender Stahl für die Zerspanung geeignet.
Wenn Sie sich nicht sicher sind, was der Begriff „Ölhärten“ bedeutet, bedeutet dies, dass Sie den Stab erhitzen, bis er rot glüht, und ihn dann in ein Becken mit warmem Öl tauchen. Dadurch wird der Stahl hart und bereit für die Bearbeitung oder das Schweißen.
Wasserhärtung
Und schließlich haben wir die wasserhärtenden Bohrstangen, die den geringsten Legierungsgehalt aufweisen, sich aber hervorragend zerspanen lassen. Sie weisen jedoch einen ungenügenden Legierungsgehalt auf, was bedeutet, dass sie strukturell nicht für Schweißzwecke geeignet sind.
Um eine Bohrstange mit Wasser zu härten, erhitzen wir den Stahl zunächst, bis er rot glüht, und tauchen ihn dann zum Abkühlen in ein Wasserbecken. Sobald das Metall hart ist, kann es leicht bearbeitet, aber nicht geschweißt werden. Für die Herstellung von Feilen oder Hämmern können Sie in der Regel wasserhärtende Bohrstangen verwenden.
Arten von Bohrstangen nach verschiedenen Gewinden
Wir können Bohrstangen nach unterschiedlichen Gewinden in drei verschiedene Typen einteilen: gewöhnliche Bohrstangen, quadratische Kellystangen und schwere Bohrstangen.
Die gewöhnliche Bohrstange
Wir können die gewöhnliche Bohrstange leicht erkennen, da sie der zentrale oder grundlegende Teil des Bohrgestänges ist. Oben ist die gewöhnliche Bohrstange mit der quadratischen Kelly verbunden (unten erklärt), und unten ist sie am Bohrkragen befestigt.
Beim Bohrlochgraben besteht die Funktion der gewöhnlichen Bohrstange darin, das Loch zu vertiefen, Drehmoment zu übertragen und den Bohrer auf und ab zu bewegen.
Die quadratische Kelly
Wie oben erwähnt, befindet sich die quadratische Kelly am obersten Teil des Bohrers, wo sie das Drehmoment überträgt und einen Teil des Gewichts des Bohrers trägt. Der Begriff Square Kelly kommt von der Tatsache, dass diese Teile normalerweise eine quadratische Form haben.
Die quadratische Kelly besteht aus:
- Der Antriebsteil – normalerweise quadratisch, kann aber auch sechseckig sein;
- Das obere Gelenk – Linksgewinde;
- Das untere Gelenk – Rechtsgewinde;
Das schwere Bohrgestänge
Wir haben oben erwähnt, dass die Basisbohrstange unten an einem Bohrkragen befestigt ist. Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich das schwere Bohrgestänge. Das Schwergewichts-Bohrgestänge (kurz HWDP) ist das Übergangsstück zwischen dem gewöhnlichen Bohrgestänge und der Schwerstange an der Unterseite.
Die Rolle des schweren Bohrrohrs besteht darin, dem Bohrstrang Halt und Stabilität zu verleihen und seine Verschleißfestigkeit zu erhöhen.
Woraus bestehen Bohrstangen?
Sie können eine Bohrstange aus verschiedenen Sorten und Arten von geglühtem Werkzeugstahl herstellen. Der Begriff Werkzeugstahl umfasst verschiedene Kohlenstoff- und legierte Stahlsorten, die für die Werkzeugherstellung geeignet sind.
Bohrstangen fertigen wir aus Werkzeugstählen aufgrund ihrer Härteeigenschaften und Beständigkeit gegen Temperaturschocks, Verformung und Abrieb. Generell sind diese Werkzeugstahlwerkstoffe sehr verschleißfest.
Zur Herstellung von Bohrstangen können Sie viele verschiedene Werkzeugstahlsorten verwenden: W1, O1, A2, D2, S7, M2 und V44. Jede dieser Qualitäten hat ihre charakteristischen Merkmale und Eigenschaften, die sie für eine bestimmte Anwendung überlegen machen. Je nach Art sind einige Werkzeugstähle rostfreier Stahl, während andere semi-rostfrei sind.
Was ist die Härte einer Bohrstange?
Die Härte einer Bohrstange hängt von dem Werkzeugstahl ab, aus dem wir sie hergestellt haben. Sie können die Härte eines Materials mit Hilfe von zwei verschiedenen Skalen bestimmen und kommunizieren: der Brinell-Härte- und der Rockwell-Härte-Skala.
Nach der Brinell-Härteskala sollten Werkzeugstähle eine Härte im Bereich von 207 bis 341 aufweisen. Nach den Rockwell-Maßnahmen sollten die gleichen Materialien im Bereich zwischen 96 und 110 Rb liegen.
Die Zerspanbarkeit einer Bohrstange steht in engem Zusammenhang mit der Härte. Verschiedene Sorten von Werkzeugstahl haben eine unterschiedliche Bearbeitbarkeit.
Im Vergleich zu 1.0 % Kohlenstoffstahl ist hier die Bearbeitungsfreundlichkeit verschiedener Werkzeugstahlsorten:
Sorte Werkzeugstahl |
Bearbeitbarkeitsprozentsatz |
W1 |
100% |
O1 |
95% |
A2 |
65% |
D2 |
50% |
S7 |
95% |
M2 |
65% |
H13 |
75% |
(Tabelle zur Bearbeitbarkeit von Werkzeugstahlsorten)
Herstellungsverfahren von Bohrstangen
Im Allgemeinen gibt es zwei Hauptarten der Bohrstangenherstellung: Wasserhärtung und Ölhärtung.
Um eine Bohrstange herzustellen, wird der Werkzeugstahl zunächst erhitzt, bis er eine leuchtend rote Farbe annimmt. Sobald es rot wird, muss es gekühlt werden, damit es aushärtet und seine Form behält. Diese Kühlung kann entweder durch Eintauchen der Bohrstange in Wasser oder in warmes Öl erfolgen. Sehen wir uns die Unterschiede zwischen diesen beiden Prozessen an.
Herstellung wassergehärteter Bohrstangen
Wassergehärtete Bohrstangen sind genau das, was sie klingen – Bohrstangen, die durch Eintauchen in Wasser gehärtet wurden. Zunächst wird der Werkzeugstahl erhitzt, bis er eine leuchtend rote Farbe annimmt. Dann wird es in ein Wasserbecken getaucht, um abzukühlen und auszuhärten.
Eine wassergehärtete Bohrstange hat einen geringen Legierungsgehalt, was sie ideal für die Bearbeitung macht, aber nicht zäh genug zum Schweißen. Wassergehärtete Bohrstangen eignen sich am besten für diejenigen, die nach billigen und gut bearbeitbaren Teilen und Werkzeugen suchen.
Herstellung von ölgehärteten Bohrstangen
Beim Ölhärtungsverfahren wird wärmebehandelter Stahl zum Abkühlen in warmes Öl getaucht.
Ölgehärtete Bohrstangen sind legierungsreicher und eignen sich daher sowohl für die Bearbeitung als auch für das Schweißen. In Bezug auf ihre Härte liegen ölgehärtete Stäbe deutlich höher auf der Skala. Aufgrund ihrer Zähigkeit sind sie langlebiger und widerstandsfähiger gegen extreme Temperaturen.
Was ist die Länge einer Bohrstange?
Die Länge der durchschnittlichen Bohrstange beträgt entweder 3 Fuß (36″) oder 12 Fuß (144″). Einige Hersteller von Bohrstangen erklären sich damit einverstanden, 12-Fuß-Stangen in zwei 6-Fuß-Stangen zu schneiden, die einfacher zu handhaben und zu manipulieren sind.
Im metrischen System entspricht eine 36-Zoll-Stange 91.44 cm und 144 Zoll sind 3.6 Meter.
Wie gerade ist eine Bohrstange?
Wenn es um die Geradheitstoleranz einer Bohrstange geht, sehen wir zwei verschiedene Zahlen, eine in Zoll, eine in Millimeter.
Für geglühten Werkzeugstahl mit einer Länge von 36, 72 oder 144 Zoll beträgt die Toleranz +0/+0.125″, und die Geradheit sollte ±005″ max TIR pro 12″ betragen.
Die Maße in Millimeter sind wie folgt:
- Eine Toleranz von -0.60/+2.60 mm;
- Geradheit von ±13 mm max. TIR pro 300 mm;
Kann eine Bohrstange geschweißt werden?
Die kurze Antwort lautet ja – Sie können Bohrstangen schweißen. Bedenken Sie jedoch, dass die Wärmebehandlung aus dem Schweißprozess wird mit dem Werkzeugstahl vergütet und härtet ihn aus. Dadurch wird es schwieriger, mit dem Material zu arbeiten und es zu manipulieren.
Wenn Sie also Bohrstangen schweißen, tun Sie dies immer unter Berücksichtigung der besten Schweißpraktiken, um zu vermeiden, dass ein Material entsteht, das zu schwer zu handhaben ist.
Außerdem sind die meisten öl- und lufthärtenden Bohrstangen zum Schweißen geeignet, wasserhärtender Stahl hingegen nicht. Berücksichtigen Sie dies bei der Vorbereitung des Herstellungsprozesses.
Welche Stahlsorte ist eine Bohrstange?
Wir können mehrere verschiedene Werkzeugstahlsorten für die Bohrstangenherstellung verwenden: W1, O1, A2, D2, S7, M2 und V44. Mal sehen, wofür jedes davon am besten ist.
W1 Werkzeugstahl
Typ: Wasserhärtend
Wir haben uns entschieden, zuerst über W1-Werkzeugstahl zu sprechen, da diese Bohrstangen weit verbreitet und kostengünstig sind. Der niedrige Preis geht jedoch mit einer verringerten Zähigkeit dieses Materials einher. W1-Stahl hat einen geringeren Legierungsgehalt als luft- oder ölgehärteter Stahl. Weniger Legierung bedeutet, dass dieses Material perfekt für die Bearbeitung geeignet ist, aber nicht hart genug zum Schweißen.
Vor diesem Hintergrund empfehlen wir wasserhärtende W1-Bohrstangen für Anwendungen, bei denen keine zusätzliche Festigkeit und Härte erforderlich ist.
O1 Werkzeugstahl
Typ: Ölhärtend
O1-Werkzeugstahl hat eine bemerkenswerte Zähigkeit, wenn man seinen bescheidenen Preis berücksichtigt. Hersteller verwenden O1-Bohrstangen häufig als überlegenen Ersatz für W1-Bohrstangen in Anwendungen, die mehr Zähigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern.
Mit all ihren fantastischen Eigenschaften haben diese O1-Bohrstangen ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Der höhere Legierungsgehalt von ölhärtendem Stahl macht ihn zu einer viel besseren Alternative zu wasserhärtendem Werkzeugstahl wie W1.
A2 Werkzeugstahl
Typ: Lufthärtend
A2-Bohrstangen sind lufthärtend, was zu einer guten Bearbeitbarkeit und Schweißeigenschaften führt. Die lufthärtenden Werkzeugstähle gewinnen ihre Härte durch einfaches Abkühlen an ruhender Luft. Da es sich um einen chromlegierten Stahl von höchster Qualität handelt, weist der A2-Werkzeugstahl tiefe Härtungseigenschaften, eine hohe Druckfestigkeit und eine hervorragende Stabilität nach dem Härten auf.
Im Vergleich zu O1 kann A2 als ein ausgeklügelterer Ersatz dienen, der mehr Festigkeit, Verschleißfestigkeit und strukturelle Stabilität bietet.
D2 Werkzeugstahl
Typ: Lufthärtend
D2-Werkzeugstahl ist ein einzigartiges Material mit hohem Kohlenstoff- und Chromgehalt. Der Gehalt an Chrom und Kohlenstoff ist höher als bei A2-Stahl, wodurch er haltbarer und verschleißfester wird.
Es ist nicht verwunderlich, dass D2-Bohrstangen normalerweise zu den teuersten gehören, die Sie finden können. Aufgrund ihrer hohen Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit können Sie D2-Bohrstangen zum Ziehen und Schmieden von Linien verwenden.
S7 Werkzeugstahl
Typ: Lufthärtend
Die S7-Bohrstange hat einen geringeren Kohlenstoffgehalt als andere Stahlsorten, was sie unglaublich stoßfest macht. Aus diesem Grund werden S7-Ruten auch als Super-Shock-Drill-Ruten bezeichnet.
Wenn wir es mit Wärme behandeln, erhält S7 einen hohen Härtegrad. Wir verwenden normalerweise S7-Bohrstangen für Teile, die extrem niedrigen und hohen Temperaturschocks standhalten sollen.
M2 Werkzeugstahl
Typ: Wolfram-Molybdän, High-Speed
Die M2-Bohrstange ist die am weitesten verbreitete Sorte zur Herstellung von Schneidwerkzeugen und anderen Bohrern. Als solches ist M2 so etwas wie der Goldstandard für Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl.
M2 weist eine hervorragende Härte und Verschleißfestigkeit auf. In der Vergangenheit haben wir T1 oft für Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet. Aufgrund seiner überlegenen Merkmale und Eigenschaften hat M2 T1 jedoch in großem Umfang ersetzt.
V44 (H13) Werkzeugstahl
Typ: Luftkühlung
Viscount 44 ist vollständig vorgewärmt H13-Werkzeugstahl. Der Vorhärteprozess von V44 macht es sehr gut geeignet für Warmarbeitswerkzeuge. Durch die Verwendung von V44 können wir die Gefahr von Verformungen oder Größenänderungen während der Wärmebehandlung verringern.
Zu den häufigsten Verwendungen und Anwendungen von V44 gehören Extrusionswerkzeuge, Schmiedegesenke, Kunststoffformen und viele verschiedene Warmarbeitswerkzeuge.
Was ist die Rockwell-Härte einer Bohrstange?
Die Rockwell-Härte ist eine Skala, die auf der Eindruckhärte verschiedener Materialien basiert. Unterschiedliche Werte haben je nach Härtegrad unterschiedliche Buchstaben-/Zifferncodes.
Wie bereits erwähnt, stellen wir Bohrstangen aus geglühtem Werkzeugstahl her, der eine Rockwell-Härte von 96 Rb bis 110 Rb aufweist.
Art des Materials |
Präzisionsdurchmesser | Brinellhärte | Rockwell-Härte |
Werkzeugstahl | 0.000 "- 0.124" | 341 |
110Rb |
Werkzeugstahl |
0.125 "- 0.249" | 275 | 104Rb |
Werkzeugstahl | 0.250 "- 0.875" | 241 |
101Rb |
Werkzeugstahl |
0.876″ + | 207 |
96Rb |
(Eine Rockwell-Härtetabelle für Bohrstangen)
Um zusammenzufassen
Zu guter Letzt möchten wir auf die Bedeutung von Bohrstangen zurückkommen, um glatte Oberflächen zu haben, die frei von Fehlern oder Unvollkommenheiten sind. Achten Sie außerdem darauf, dass der von Ihnen verwendete Werkzeugstahl von hoher Qualität ist. Sie können dies erreichen, indem Sie mit einem Qualitätszerspanungshersteller zusammenarbeiten und Ihre Wünsche mitteilen.
Alles in allem hoffen wir aufrichtig, dass wir Ihnen erklären konnten, was eine Bohrstange ist, wie wir sie herstellen und welche verschiedenen Verwendungszwecke sie hat. Die Auswahl der richtigen Werkzeugstahlsorte entsprechend der Anwendung des Bohrgestänges muss geübt werden. Mit diesem Leitfaden zur Herstellung von Bohrstangen können Sie eine fundierte Entscheidung treffen.