CNC-Bearbeitung von Gusseisen: Worauf kommt es bei der Werkzeugwahl an?

Alexander Wosinski · 02 Aug. 2026

Wer Gusseisen auf einer CNC-Maschine bearbeitet, merkt schnell: Das Material verzeiht wenig. Grauguss (GJL) und Sphäroguss (GJS) verhalten sich unter dem Schneidwerkzeug grundlegend anders als Stahl, und wer die Werkzeugwahl pauschal aus der Stahlbearbeitung überträgt, riskiert kurze Standzeiten, schlechte Oberflächengüten und unnötige Ausschussteile. Die CNC-Bearbeitung von Gusseisen erfordert ein genaues Verständnis des Werkstoffs, seiner Zerspanungseigenschaften und der daraus resultierenden Anforderungen an Schneidstoff, Geometrie und Schnittparameter.

Dieser Beitrag gibt technischen Einkäufern, Fertigungsleitern und Konstrukteuren einen strukturierten Überblick, worauf es bei der Werkzeugwahl für GJL und GJS ankommt, welche Fehler in der Praxis häufig auftreten und wie sich Standzeit und Prozesssicherheit gezielt verbessern lassen.

Materialeigenschaften von Gusseisen und ihre Auswirkung auf die Zerspanung

Gusseisen ist kein homogenes Material. Die Zerspanungseigenschaften variieren je nach Gefügestruktur erheblich, und genau dieses Wissen ist die Grundlage jeder sinnvollen Werkzeugwahl.

Grauguss (GJL) enthält Graphit in lamellarer Form. Diese Graphitlamellen wirken als natürliche Schmiermittel, unterbrechen aber gleichzeitig den Kraftfluss im Gefüge. Das Ergebnis: GJL ist spröde, bricht eher, als es sich verformt, und erzeugt beim Zerspanen keinen zusammenhängenden Span, sondern kurze, staubförmige Bruchspäne. Das ist für den Werkzeugverschleiß relevant, weil diese Feinspäne abrasiv wirken und Freiflächen sowie Schneidkanten angreifen.

Sphäroguss (GJS) dagegen enthält Graphit in kugeliger Form. Das Gefüge ist zäher, die Duktilität deutlich höher. GJS bildet längere, zusammenhängende Späne, verhält sich beim Zerspanen eher wie ein niedriglegierter Stahl und stellt andere Anforderungen an Schnittgeometrie und Spanabfuhr. Werkstoffe wie GJS-400-15C bis GJS-700-3C nach DIN EN 16482 decken dabei eine breite Festigkeitsspanne ab, was bei der Werkzeugauslegung berücksichtigt werden muss.

Für die Praxis bedeutet das: Ein Werkzeug, das für GJL optimiert ist, muss nicht zwingend für GJS funktionieren, und umgekehrt. Die Werkzeugwahl beginnt immer mit der genauen Kenntnis des vorliegenden Werkstoffs und seiner Güte.

Schneidstoffwahl: Hartmetall, CBN oder Keramik?

Die Wahl des richtigen Schneidstoffs ist bei der CNC-Bearbeitung von Gusseisen entscheidend für Standzeit und Prozesssicherheit. Drei Schneidstoffgruppen kommen in der Praxis regelmäßig zum Einsatz, jede mit klar definierten Stärken und Grenzen.

Hartmetall: die Allround-Lösung für die meisten Anwendungen

Hartmetall (WC-Co) ist der am häufigsten eingesetzte Schneidstoff bei der Gusseisen-Zerspanung. Beschichtete Hartmetallsorten, insbesondere mit TiAlN- oder AlCrN-Beschichtungen, bieten eine gute Balance aus Verschleißfestigkeit und Zähigkeit. Für Grauguss GJL-250C und GJL-300C sind sie in einem breiten Schnittgeschwindigkeitsbereich einsetzbar und wirtschaftlich gut kalkulierbar.

Beim Sphäroguss GJS empfiehlt sich die Auswahl von Hartmetallsorten mit höherem Zähigkeitsanteil, da das duktilere Gefüge höhere Schnittkräfte erzeugt. Hier zahlt sich eine sorgfältige Sortenwahl aus, statt pauschal die härteste verfügbare Sorte einzusetzen.

CBN: für hohe Schnittgeschwindigkeiten und gehärtete Güten

Kubisch kristallines Bornitrid (CBN) ist die richtige Wahl, wenn hohe Schnittgeschwindigkeiten gefordert sind oder wenn gehärtete Gusseisengüten bearbeitet werden. CBN ist extrem verschleißfest, thermisch stabil und ermöglicht Schnittgeschwindigkeiten, die mit Hartmetall nicht erreichbar sind. Der Nachteil liegt im Preis und in der Empfindlichkeit gegenüber Unterbrechungen: Bei stark unterbrochenen Schnitten, wie sie bei Gussteilen mit Lunkern oder ungleichmäßiger Oberfläche vorkommen können, besteht ein erhöhtes Ausbruchrisiko.

Keramik: Hochleistung mit Einschränkungen

Schneidkeramik (Aluminiumoxid- oder Siliziumnitrid-Basis) eignet sich für die Schruppbearbeitung von Grauguss bei sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten. Die Wärmebeständigkeit ist hervorragend, die Verschleißfestigkeit hoch. Allerdings ist Keramik spröde und reagiert empfindlich auf Schwingungen und Unterbrechungen. Für instabile Aufspannungen oder Werkstücke mit Gusshaut ist sie weniger geeignet.

Geometrie und Beschichtung: entscheidende Faktoren für Standzeit und Oberflächengüte

Selbst der richtige Schneidstoff liefert schlechte Ergebnisse, wenn Geometrie und Beschichtung nicht auf den Werkstoff abgestimmt sind. Gerade bei der CNC-Bearbeitung von Gusseisen machen diese Parameter den Unterschied zwischen stabilen Prozessen und häufigem Werkzeugwechsel.

Bei Grauguss GJL empfiehlt sich ein negativer bis neutraler Spanwinkel. Das spröde Material neigt zum Ausbrechen an der Schnittkante, und ein zu positiver Spanwinkel erhöht dieses Risiko. Die Schneidkante sollte eine leichte Fase oder Verrundung aufweisen, um Mikroverschleiß durch die abrasiven Feinspäne zu begrenzen. Ein scharfer, ungeschützter Schneidkantenradius verschleißt bei GJL deutlich schneller.

Für Sphäroguss GJS sind positivere Spanwinkel sinnvoll, da das zähere Material höhere Schnittkräfte erzeugt und die Spanbildung aktiv unterstützt werden muss. Die Schneidkantengeometrie sollte hier einen guten Kompromiss zwischen Schärfe und Stabilität bieten.

Bei der Beschichtung hat sich TiAlN für die meisten Gusseisen-Anwendungen bewährt. Die Beschichtung bildet bei erhöhten Temperaturen eine Aluminiumoxidschicht, die als thermische Barriere wirkt. Das ist besonders relevant, weil Gusseisen oft trocken oder mit Minimalmengen-Schmierung bearbeitet wird. AlCrN-Beschichtungen bieten in diesem Kontext noch höhere Oxidationsbeständigkeit und sind bei sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten oder langen Standzeiten eine sinnvolle Alternative.

Schnittparameter richtig einstellen: Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Zustellung

Die Wahl der richtigen Schnittparameter ist kein Raten, sondern das Ergebnis aus Werkstoffeigenschaften, Schneidstoff und Maschinenstabilität. Für die CNC-Bearbeitung von Gusseisen gelten einige grundsätzliche Orientierungswerte, die in der Praxis als Ausgangspunkt dienen.

Bei Grauguss GJL mit beschichtetem Hartmetall liegen typische Schnittgeschwindigkeiten für das Drehen zwischen 150 und 300 m/min, beim Fräsen etwas niedriger. Höhere Schnittgeschwindigkeiten sind mit CBN oder Keramik realisierbar, setzen aber eine stabile Aufspannung voraus. Sphäroguss GJS wird aufgrund seiner höheren Festigkeit und Zähigkeit in der Regel mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten bearbeitet, bei GJS-700-3C deutlich vorsichtiger als bei GJS-400-15C.

Der Vorschub sollte so gewählt werden, dass eine ausreichende Spandicke entsteht. Zu geringe Vorschübe führen bei Gusseisen zu Reibverschleiß statt zu sauberem Schnitt, was die Standzeit drastisch reduziert. Eine Faustregel: Lieber den Vorschub leicht erhöhen als die Schnittgeschwindigkeit senken, wenn die Standzeit unbefriedigend ist.

Die Zustellung beeinflusst maßgeblich, ob eine Gusshaut sauber überwunden wird. Beim ersten Schnitt auf Strangguss-Halbzeugen, die ab Lager geliefert werden, ist die Oberfläche in der Regel gleichmäßiger als bei Sandguss, was die Prozessplanung erleichtert. Dennoch empfiehlt sich beim Schruppen eine Zustellung, die die Schneidkante sicher unterhalb der Oxidschicht führt. Wer Strangguss vorgedreht bezieht, kann diesen Schritt unter Umständen ganz überspringen.

Häufige Fehler bei der Werkzeugwahl und wie man sie vermeidet

In der Praxis wiederholen sich bestimmte Fehler bei der Werkzeugauslegung für Gusseisen immer wieder. Sie entstehen meist nicht aus Unkenntnis, sondern aus der Übertragung von Erfahrungswerten aus der Stahlbearbeitung oder aus dem Versuch, Werkzeugkosten zu minimieren.

Ein häufiger Fehler ist die Verwendung von Werkzeugen mit zu positivem Spanwinkel bei Grauguss. Was bei Stahl die Schnittkräfte senkt, führt bei GJL zu Ausbrüchen an der Schneidkante und zu erhöhtem Verschleiß durch die abrasiven Feinspäne. Ähnlich problematisch ist der Einsatz unbeschichteter Hartmetallsorten, die für die thermische Belastung bei trockener Gusseisen-Bearbeitung nicht ausgelegt sind.

Ein weiterer Fehler betrifft die Schnittgeschwindigkeit: Viele Anwender fahren Gusseisen zu langsam, weil sie Werkzeugverschleiß durch niedrige Geschwindigkeiten begrenzen wollen. Das Gegenteil ist häufig der Fall. Bei zu niedrigen Schnittgeschwindigkeiten entsteht mehr Reibung, die Temperaturentwicklung ist ungleichmäßiger, und der Freiflächenverschleiß nimmt zu. Der optimale Arbeitsbereich liegt für die meisten Beschichtungen deutlich höher, als viele Anwender annehmen.

Auch die Vernachlässigung der Werkzeugaufnahme ist ein unterschätzter Faktor. Schwingungen, die durch eine instabile Aufnahme entstehen, wirken sich bei spröden Schneidwerkstoffen wie Keramik oder CBN direkt auf die Standzeit aus. Eine präzise, schwingungsgedämpfte Aufnahme ist bei der Gusseisen-Zerspanung keine Komfortoption, sondern Voraussetzung für reproduzierbare Ergebnisse.

Schließlich wird die Werkstoffgüte selbst oft nicht ausreichend berücksichtigt. GJL-250C und GJL-300C unterscheiden sich in Festigkeit und Härte, und diese Unterschiede rechtfertigen angepasste Schnittparameter. Wer das Lieferprogramm nach DIN EN 16482 kennt und die Güte des vorliegenden Halbzeugs dokumentiert hat, kann die Werkzeugwahl deutlich gezielter treffen.

Wie MK Strangguss GmbH bei der Bearbeitung von Gusseisen unterstützt

MK Strangguss GmbH liefert Strangguss-Halbzeuge aus Grauguss und Sphäroguss, die speziell für die CNC-Bearbeitung geeignet sind, mit gleichmäßigen Gefügeeigenschaften aus überwiegend deutscher Herstellung nach DIN EN 16482. Das macht die Prozessplanung reproduzierbarer, weil die Materialbasis stabil ist.

Als Vollservice-Partner aus dem märkischen Sauerland bietet MK Strangguss GmbH dabei mehr als Rohware:

Strangguss-Halbzeuge in Abmessungen von 20 mm bis 740 mm, ab Lager lieferbar in Güten von GJL-HB150C bis GJL-300C sowie GJS-400-15C bis GJS-700-3C
Vorgedrehte Zuschnitte mit einem Aufmaß von +1,0 mm, die den ersten Bearbeitungsschritt in der Fertigung einsparen
Präzise Sägezuschnitte mit minimalem Aufmaß, die Materialverschnitt reduzieren
Bearbeitung nach Zeichnung bis hin zum einbaufertigen Bauteil, realisiert über die eigene Fertigung im märkischen Sauerland
Qualitätssicherung nach DIN EN ISO 9001:2015 mit rückverfolgbarer Materialherkunft

Sprechen Sie unser Vertriebsteam an, wenn Sie Fragen zu Werkstoffgüten, Abmessungen oder Bearbeitungsoptionen haben. Wir beraten Sie konkret zu Ihrem Anwendungsfall. Erreichbar sind wir unter Tel. +49 2391 607744-0 oder info@mk-strangguss.de, Mo bis Fr von 07:00 bis 18:00 Uhr.