Wer Aluminium fräst, weiß: Nicht jede Legierung verhält sich gleich. Während manche Werkstoffe nahezu problemlos zerspant werden können, neigen andere zum Aufschweißen, erzeugen lange Späne oder stellen hohe Anforderungen an Werkzeug und Kühlung. Die Wahl der richtigen Aluminiumlegierung ist deshalb kein Detail, sondern eine Grundentscheidung, die Bearbeitungszeit, Werkzeugverschleiß und Oberflächenqualität direkt beeinflusst.
Welches Aluminium sich am besten fräsen lässt, hängt von mehreren Faktoren ab: der chemischen Zusammensetzung der Legierung, dem Materialzustand und der Halbzeugform. Wer diese Zusammenhänge versteht, trifft bessere Entscheidungen schon bei der Werkstoffauswahl, bevor der erste Span fällt.
Legierungseigenschaften, die die Zerspanbarkeit bestimmen
Die Zerspanbarkeit von Aluminium wird maßgeblich durch die Legierungselemente und deren Wirkung auf Gefüge, Härte und Spanbildung bestimmt. Reines Aluminium ist weich und klebrig, was beim Fräsen zu Aufbauschneiden und schlechten Oberflächen führt. Erst durch gezielte Legierungszusätze entstehen Werkstoffe, die sich wirtschaftlich und präzise bearbeiten lassen.
Besonders relevant sind dabei Kupfer, Silizium, Magnesium und Zink. Kupfer erhöht die Festigkeit und verbessert die Spanbrucheigenschaften erheblich. Silizium macht das Material zwar verschleißfester, aber auch abrasiver gegenüber Schneidwerkzeugen. Magnesium verbessert die Festigkeit bei gleichzeitig guter Verarbeitbarkeit. Zink in Kombination mit Magnesium erzeugt hochfeste Legierungen mit guter Zerspanbarkeit. Entscheidend ist nicht nur, welche Elemente enthalten sind, sondern in welcher Konzentration und in welchem Gefügezustand sie vorliegen.
Ein weiterer Faktor ist die Duktilität des Werkstoffs. Zu weiche Legierungen neigen zur Spanstauung und hinterlassen keine saubere Oberfläche. Zu spröde Werkstoffe können bei höheren Vorschüben ausbrechen. Der optimale Bereich liegt bei Legierungen mit ausgewogener Festigkeit und definiertem Spanbruchverhalten.
Die besten Aluminiumlegierungen für die Fräsbearbeitung
Für die spanende Bearbeitung haben sich bestimmte Legierungsgruppen in der Praxis klar bewährt. Allen voran steht die Gruppe der aushärtbaren Knetlegierungen auf Basis von Aluminium-Kupfer und Aluminium-Zink-Magnesium.
AlCuMgPb (EN AW-2011): Der Klassiker für die Zerspanung
Die Legierung EN AW-2011 gilt als eine der am besten zerspanbaren Aluminiumlegierungen überhaupt. Durch den Kupfer- und Bleigehalt entstehen kurze, gut brechende Späne, die die Maschine nicht belasten und saubere Oberflächen hinterlassen. Sie wird häufig für Präzisionsdrehteile und Fräsbauteile eingesetzt, bei denen Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit im Vordergrund stehen. Die Korrosionsbeständigkeit ist eingeschränkt, was bei entsprechenden Anwendungen berücksichtigt werden muss.
AlZnMgCu (EN AW-7075): Hochfest und gut zerspanbar
EN AW-7075 gehört zu den hochfestesten Aluminiumlegierungen im Knetbereich und lässt sich gleichzeitig sehr gut fräsen. Die Kombination aus Zink, Magnesium und Kupfer sorgt für ein Gefüge, das kurze Späne bildet und Schneidkanten schont. Diese Legierung ist besonders gefragt im Maschinenbau und in der Luft- und Raumfahrtindustrie, wo hohe Festigkeit bei geringem Gewicht gefordert wird.
AlMgSi (EN AW-6082): Der Allrounder
EN AW-6082 ist eine der meistverwendeten Aluminiumlegierungen im industriellen Umfeld und lässt sich gut fräsen. Die Zerspanbarkeit ist nicht ganz so ausgeprägt wie bei 2011 oder 7075, aber das breite Angebot an Aluminium-Halbzeugen in dieser Legierung, kombiniert mit guter Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit, macht sie zur ersten Wahl für viele Standardanwendungen. Im Zustand T6 (warmausgehärtet) zeigt sie besonders gute Bearbeitungseigenschaften.
Legierungen mit schlechter Fräsbarkeit und warum
Nicht jedes Aluminium eignet sich gleich gut für die spanende Bearbeitung. Einige Legierungen, die in anderen Fertigungsverfahren geschätzt werden, bereiten beim Fräsen erhebliche Probleme.
Reinaluminium (EN AW-1050 oder 1070) ist das bekannteste Beispiel. Die hohe Duktilität führt zu langen, zähen Spänen, die sich um das Werkzeug wickeln, und zu Aufbauschneiden, die die Oberfläche verschmieren statt zu schneiden. Das Ergebnis sind schlechte Rauheitswerte und erhöhter Werkzeugverschleiß. Reinaluminium wird daher bevorzugt umgeformt, nicht zerspant.
Ähnliche Probleme zeigen bestimmte Knetlegierungen aus der 5xxx-Reihe (AlMg-Legierungen mit hohem Magnesiumgehalt, etwa EN AW-5083). Diese Werkstoffe sind für ihren Einsatz im Schiffbau und in Tieftemperaturanwendungen bekannt, bilden aber beim Fräsen lange, klebrige Späne. Für Bauteile, bei denen die Zerspanung aufwendig ist, lohnt sich eine kritische Prüfung, ob eine alternative Legierung gewählt werden kann.
Halbzeugform und Materialzustand als Fräsfaktor
Die Legierung allein bestimmt nicht alles. Ob ein Werkstoff als Stange, Platte, Profil oder Gussstück vorliegt, und in welchem Wärmebehandlungszustand, hat direkten Einfluss auf das Fräsergebnis.
Strangpressprofile und Stangen aus Knetlegierungen zeigen in der Regel eine gleichmäßigere Gefügestruktur als Gusswerkstoffe. Gusslegierungen (Siliziumgehalte über 5 Prozent) sind abrasiver und verschleißen Werkzeuge schneller, auch wenn sie sich grundsätzlich fräsen lassen. Beim Plattenzuschnitt aus Aluminium spielt der Ausgangszustand ebenfalls eine Rolle: Walzplatten können Eigenspannungen enthalten, die sich beim Fräsen durch Verzug bemerkbar machen. Spannungsarme Gussplatten, etwa in Eloxalqualität, bieten hier Vorteile bei hohen Genauigkeitsanforderungen.
Der Wärmebehandlungszustand ist ein weiterer Stellhebel. Derselbe Werkstoff im Zustand F (wie gefertigt), T4 (kaltausgehärtet) oder T6 (warmausgehärtet) verhält sich beim Fräsen spürbar unterschiedlich. T6 liefert in der Regel die besten Ergebnisse in Bezug auf Maßhaltigkeit und Spanbildung, da der Werkstoff definierte mechanische Kennwerte aufweist und weniger zum Fließen neigt.
Werkstoffauswahl direkt ab Lager: worauf es in der Praxis ankommt
Theorie hilft, aber in der Produktion zählt die Verfügbarkeit. Wer kurzfristig Material für einen Fräsauftrag benötigt, kann nicht immer die optimale Legierung wählen, sondern muss mit dem arbeiten, was schnell lieferbar ist. Deshalb lohnt es sich, bei der Lieferantenauswahl nicht nur auf den Preis zu achten, sondern auf Sortimentstiefe und Lagerhaltung.
Gut fräsbare Legierungen wie EN AW-7075 oder EN AW-2011 sind nicht in jedem Lager in allen Abmessungen verfügbar. EN AW-6082 ist breiter verfügbar und deckt viele Anwendungen ab, für die keine Extremfestigkeit erforderlich ist. Wer regelmäßig Frästeile fertigt, sollte mit seinem Werkstofflieferanten abstimmen, welche Legierungen und Halbzeugformen dauerhaft vorrätig sind, um Planungssicherheit zu gewinnen.
Auch die Abmessung des Rohmaterials beeinflusst den Fräsaufwand. Zu viel Aufmaß bedeutet mehr Zerspanvolumen, zu wenig Aufmaß lässt keine ausreichende Bearbeitung zu. Ein Lieferant, der Fixlängen auf Maß anbietet, reduziert den Materialverschnitt und den Vorbereitungsaufwand in der eigenen Fertigung direkt.
Wie KLEINEBERG bei der Auswahl des richtigen Aluminiums unterstützt
H.KLEINEBERG GmbH bietet Fertigungs- und Engineering-Betrieben in Norddeutschland eine direkte Antwort auf die Frage nach dem richtigen Fräswerkstoff. Als Vollsortimentanbieter mit Lagerhaltung ab Stelle liefert KLEINEBERG die gängigen und spezialisierten Aluminiumlegierungen in den relevanten Halbzeugformen, darunter Stangen, Platten, Profile und Rohre:
- Hochwertige Knetlegierungen wie EN AW-6082, EN AW-7075 und EN AW-2011 in verschiedenen Abmessungen ab Lager
- Spannungsarme Gussplatten in Eloxalqualität für anspruchsvolle Frästeile mit hohen Maßhaltigkeitsanforderungen
- Fixlängenzuschnitte durch den eigenen Sägemaschinenpark, Einzelschnitte zum Folgetag möglich
- Plattenzuschnitte aus Aluminium als vorbereiteter Schritt vor der Fräsbearbeitung
- Persönliche Beratung durch erfahrene Vertriebsmitarbeiter, die die Anforderungen der Zerspanung kennen
Wer den passenden Aluminiumwerkstoff für seinen nächsten Fräsauftrag sucht, findet bei KLEINEBERG nicht nur das Material, sondern auch die fachliche Einschätzung, welche Legierung und welcher Materialzustand für die jeweilige Anwendung sinnvoll ist. Nehmen Sie Kontakt auf und schildern Sie Ihren Bedarf, damit KLEINEBERG schnell und konkret liefern kann.