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Bohren in Gusseisen: Tipps für saubere Bohrungen ohne Ausbrüche

Alexander Wosinski ·
Spiralbohrer bohrt präzises Loch in grauen Grauguss-Zylinder, feiner Graphitstaub kräuselt sich vom Bohreinsatz ab.

Gusseisen gehört zu den meistverarbeiteten Werkstoffen im Maschinenbau, und doch stellt es Zerspaner immer wieder vor spezifische Herausforderungen. Besonders beim Bohren zeigt sich, wie stark Werkstoffstruktur, Werkzeugwahl und Schnittparameter zusammenspielen. Wer Gusseisen bohren will, ohne Ausbrüche, Risse oder übermäßigen Werkzeugverschleiß zu riskieren, braucht ein solides Verständnis der Materialeigenschaften und ein systematisches Vorgehen in der Fertigung.

Das gilt sowohl für Grauguss (GJL) als auch für Sphäroguss (GJS), die trotz ihrer strukturellen Verwandtschaft unterschiedlich auf Bohroperationen reagieren. Dieser Beitrag liefert praxisnahe Hinweise für saubere Bohrungen in Gusseisen, von der Werkzeugauswahl bis zur richtigen Einstellung der Schnittparameter.

Warum Gusseisen besondere Anforderungen ans Bohren stellt

Gusseisen ist kein homogenes Material. Seine mechanischen Eigenschaften werden maßgeblich durch die Graphitmorphologie bestimmt: Bei Grauguss (GJL) liegt Graphit in Lamellenform vor, was dem Werkstoff seine charakteristische Sprödigkeit verleiht. Bei Sphäroguss (GJS) ist der Graphit kugelförmig eingelagert, was deutlich höhere Zähigkeit und Duktilität ermöglicht. Diese strukturellen Unterschiede beeinflussen direkt, wie sich das Material beim Bohren verhält.

Grauguss bricht beim Bohren ohne nennenswerte plastische Verformung. Das bedeutet: Statt eines gleichmäßigen Spans entstehen kurze, splitterige Bruchstücke. Das ist einerseits vorteilhaft für die Spanabfuhr, andererseits erhöht es die Gefahr von Ausbrüchen am Bohrungsein- und -ausgang. Sphäroguss hingegen neigt zu längeren Spänen und stellt höhere Anforderungen an die Schneidgeometrie. Die Härte schwankt je nach Güteklasse erheblich: GJL-HB150C und GJL-250C verhalten sich anders als GJL-300C oder die höherfesten Sphäroguss-Güten GJS-600-3C und GJS-700-3C.

Hinzu kommt, dass Strangguss-Halbzeuge aus dem Gieß- und Erstarrungsprozess heraus lokale Härteschwankungen aufweisen können, insbesondere in der Randzone. Wer diese Materialeigenschaft kennt, kann seine Bohrparameter gezielter anpassen und Werkzeugversagen vermeiden.

Die richtige Werkzeugwahl für saubere Bohrungen

Die Werkzeugwahl ist beim Bohren in Gusseisen eine der wichtigsten Stellschrauben. Vollhartmetallbohrer (VHM) haben sich für Bohrungen in Gusseisen klar bewährt, weil sie die nötige Härte und Kantenstabilität mitbringen, um die abrasiven Graphiteinschlüsse zu überstehen.

Für das Bohren in Grauguss empfiehlt sich eine Schneidgeometrie mit einem Spitzenwinkel von 118 bis 130 Grad. Ein zu spitzer Winkel erhöht die Gefahr von Ausbrüchen beim Austritt, ein zu stumpfer Winkel steigert den Vorschubdruck unnötig. Beim Bohren in Sphäroguss sind Bohrer mit einer polierten Spannut von Vorteil, da sie die längeren Späne besser ableiten. Beschichtungen aus TiAlN oder TiCN verlängern die Standzeit deutlich, besonders bei höheren Schnittgeschwindigkeiten.

Besonderheiten bei größeren Bohrungsdurchmessern

Ab einem Bohrungsdurchmesser von etwa 20 mm empfiehlt sich der Einsatz von Wendeplattenbohrern oder das Vorbohren mit einem kleineren Durchmesser. Das reduziert die Schnittkräfte und verringert die Vibrationsgefahr, die bei größeren Durchmessern in Gusseisen schnell zu Ausbrüchen führt. Für Bohrungen mit engen Toleranzen bietet sich anschließend das Aufbohren oder Reiben an, um die geforderte Passungsqualität zu erreichen.

Kühlschmierstoff sollte beim Bohren in Gusseisen mit Bedacht eingesetzt werden. Grauguss wird häufig trocken oder mit Druckluft gebohrt, da Kühlmittel die kurzen Späne verkleben kann. Bei Sphäroguss ist Minimalmengenschmierung (MMS) oft die bessere Wahl, um Reibung und Temperaturentwicklung zu kontrollieren, ohne die Spanabfuhr zu beeinträchtigen.

Schnittparameter und Vorschub gezielt einstellen

Falsch gewählte Schnittparameter sind eine häufige Ursache für Ausbrüche und vorzeitigen Werkzeugverschleiß beim Bohren in Gusseisen. Die optimalen Werte hängen von Werkstoffgüte, Bohrungsdurchmesser und Werkzeugtyp ab, lassen sich aber durch einige grundlegende Faustregeln eingrenzen.

Für Grauguss-Güten wie GJL-250C und GJL-300C liegen typische Schnittgeschwindigkeiten mit VHM-Bohrern zwischen 60 und 120 m/min. Der Vorschub sollte so gewählt werden, dass eine ausreichende Spandicke entsteht, die ein Reiben des Werkzeugs verhindert. Zu geringe Vorschübe führen zu Reibwärme und beschleunigen den Verschleiß der Schneidkante. Sphäroguss-Güten wie GJS-400-15C bis GJS-700-3C erfordern in der Regel etwas niedrigere Schnittgeschwindigkeiten, da ihre höhere Zähigkeit die Schnittkräfte erhöht.

Beim Bohrungsaustritt empfiehlt es sich, den Vorschub um 20 bis 30 Prozent zu reduzieren. Genau in diesem Moment ist das Risiko von Ausbrüchen am höchsten, weil das Material kurz vor dem Durchbruch keine ausreichende Abstützung mehr bietet. Wer diesen Schritt konsequent umsetzt, verbessert die Kantenqualität am Bohrungsausgang spürbar.

Typische Fehler beim Bohren und wie man sie vermeidet

In der Praxis wiederholen sich beim Bohren in Gusseisen bestimmte Fehler, die mit etwas Systematik gut vermeidbar sind. Einer der häufigsten: das Bohren ohne ausreichende Vorbohrung bei großen Durchmessern. Der Zentrierbohrer wird übersprungen, der Bohrer läuft nicht mittig ein, und das Ergebnis ist ein ovaler Querschnitt mit Ausbrüchen am Rand.

Ein weiterer kritischer Punkt ist die Werkstückspannung. Gusseisen reagiert empfindlich auf Vibrationen. Wenn das Bauteil nicht sicher und schwingungsarm gespannt ist, übertragen sich die Schwingungen direkt auf die Bohrung, was zu Rattermarken und ungleichmäßigen Bohrungswänden führt. Das gilt besonders bei langen Bohrern mit schlankem Schaft.

Auch der Werkzeugzustand wird häufig unterschätzt. Ein stumpfer Bohrer erzeugt mehr Wärme und höhere Schnittkräfte, was bei Gusseisen besonders schnell zu Ausbrüchen führt. Regelmäßige Standzeitmessungen und definierte Wechselintervalle sind keine Übervorsicht, sondern eine wirtschaftlich sinnvolle Maßnahme, um Ausschuss und Nacharbeit zu vermeiden.

  • Vorschub am Bohrungsaustritt reduzieren, um Ausbrüche zu verhindern
  • Werkzeugzustand regelmäßig prüfen und Bohrer rechtzeitig wechseln
  • Bauteil schwingungsarm und sicher spannen, besonders bei langen Bohrungen
  • Großdurchmesser-Bohrungen immer vorstechen oder vorbohren
  • Kühlmittelstrategie auf Werkstoffgüte abstimmen (trocken, MMS oder Emulsion)

Materialqualität als Grundlage präziser Zerspanung

Selbst die beste Bohrstrategie stößt an ihre Grenzen, wenn das Ausgangsmaterial ungleichmäßige Eigenschaften mitbringt. Gusseisen mit schwankenden Härtewerten, Lunker-Einschlüssen oder inhomogener Gefügestruktur macht reproduzierbare Bohrungsergebnisse schwierig, unabhängig von Werkzeug und Parameterwahl.

Strangguss-Halbzeuge bieten hier einen strukturellen Vorteil gegenüber konventionell gegossenen Rohlingen: Der kontinuierliche Erstarrungsprozess beim Strangguss erzeugt ein feinkörnigeres, gleichmäßigeres Gefüge mit reduzierten Seigerungen. Das wirkt sich direkt auf die Zerspanbarkeit aus. Wer Gusseisen nach DIN EN 16482 in definierten Güten bezieht, kann seine Bearbeitungsparameter stabiler halten und Ausschussquoten senken.

Die Werkstoffgüte sollte daher nicht erst beim Auftreten von Problemen in den Blick genommen werden. Wer bereits bei der Beschaffung auf zertifiziertes Material mit nachvollziehbaren Materialeigenschaften setzt, schafft die Grundlage für stabile Fertigungsprozesse. Das gilt für Grauguss-Güten ebenso wie für Sphäroguss, dessen mechanische Eigenschaften je nach Güteklasse erheblich variieren und entsprechend dokumentiert sein sollten.

Wie MK Strangguss GmbH die Grundlage für präzise Bohrungen legt

Saubere Bohrungen beginnen vor der Maschine, nämlich mit dem richtigen Ausgangsmaterial. MK Strangguss GmbH liefert Strangguss-Halbzeuge aus Grauguss (GJL) und Sphäroguss (GJS) nach DIN EN 16482, mit einem Lagerbestand von rund 1.000 Tonnen und Abmessungen von 20 mm bis 740 mm. Das Lieferprogramm umfasst Güten von GJL-HB150C bis GJL-300C sowie GJS-400-15C bis GJS-700-3C, überwiegend aus deutscher Herstellung und mit gleichbleibend hoher Materialqualität.

Als Vollservice-Partner aus dem märkischen Sauerland bietet MK Strangguss GmbH darüber hinaus:

  • Präzise Sägezuschnitte mit minimalem Aufmaß für direkten Einsatz in der Fertigung
  • Vorgedrehte Halbzeuge mit einem Aufmaß von +1,0 mm, die den ersten Bearbeitungsschritt einsparen
  • Einbaufertige Bauteile nach Zeichnung, einschließlich Bohren, Drehen und Fräsen in eigener Fertigung
  • Kurze Lieferzeiten ab Lager, auch bei kurzfristigem Bedarf
  • Qualitätssicherung nach DIN EN ISO 9001:2015

Wer reproduzierbare Bohrungen in Gusseisen realisieren will, profitiert von einem Werkstoff, der bereits in der Lieferkette auf Qualität geprüft wurde. Sprechen Sie unser Vertriebsteam an, das Sie zu Abmessungen, Werkstoffen und Lieferzeiten berät: Tel. +49 2391 607744-0 | info@mk-strangguss.de (Mo bis Fr, 07:00 bis 18:00 Uhr).

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