Hochleistungsschnellarbeitsstahl

HS-Bohrer mit einer Beschichtung aus Titannitrid ("Goldfarbig")

Schnellarbeitsstahl, vor allem bekannt durch das vom englischen Namen High Speed Steel abgeleitete HSS (Kürzel nach EN ISO 4957 HS), bezeichnet eine Gruppe legierter Werkzeugstähle mit bis zu 2,06 % Kohlenstoffgehalt und bis zu 30 % Anteil an Legierungselementen wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, Kobalt, Nickel und Titan. Diese bilden beim wiederholten Anlassen zusammen mit dem Kohlenstoff die für den Einsatzzweck maßgeblichen Sekundärcarbide.

HS-Werkstoffe zeichnen sich durch große Härte, Anlassbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und eine Warmfestigkeit bis 600 °C aus. Beschichtungen aus Titannitrid steigern diese Härte und Verschleißfestigkeit an der Werkzeugoberfläche (insb. Schneiden, Spanleitstufen) erheblich und erhöhen nebenbei die Korrosionsbeständigkeit. Sie werden hauptsächlich in der spanenden Fertigung auf Werkzeugmaschinen als Schneidstoff für Werkzeuge verwendet. Aufgrund ihrer Eigenschaften ermöglichen sie höhere Schnittgeschwindigkeiten als niedrig legierte Werkzeugstähle und ein größeres Spanvolumen. Gegenüber modernen Hartmetall- oder Keramik-Schneidplatten sind die Schnittgeschwindigkeiten bei HS-Werkzeugen zwar wesentlich niedriger, aber sie sind weit unempfindlicher gegen Stöße und Schwingungen, die bei den härteren Schneidwerkstoffen teils sehr rasch zu Brüchen (z.B. an der Schneide) führen.

Schnellarbeitstähle werden bei etwa 1200°C bis 1300°C gehärtet, um bei diesen hohen Temperaturen die stabilen Carbidbildner in Lösung zu bringen. Nach dem Härten werden diese Stähle mehrmals bei etwa 550°C angelassen, um Sondercarbide auszuscheiden, die wiederum eine Härtesteigerung mit sich führen. Der Grund des mehrmaligen Anlassens ist, dass die diffusionskontrollierten Vorgänge sehr träge verlaufen.

HS-Schneidwerkzeuge werden gewöhnlich eingesetzt als Bohrer (Spiralbohrer, Zentrierbohrer), Gewindeschneidwerkzeuge, Sägeblätter, Fräswerkzeug und Drehmeißel.

Bei der Abkürzung HSS-G steht das "G" für geschliffen; HSS-E ist ein höherwertiger Werkstoff, der zusätzlich mit Kobalt legiert ist. Dieser warmfeste Werkstoff wird für die Bearbeitung von Materialien mit höherer Festigkeit und bei langen Schnittkanälen mit entsprechend starker Erwärmung eingesetzt.

Die Bezeichnung von HS-Stählen ist derzeit in der Norm EN ISO 4957 festgelegt. Sie besteht aus den Buchstaben HS (nach der abgelösten Vorgängernorm DIN 17350: S) und folgend, mit Bindestrich getrennt, die durchschnittlichen prozentualen Anteile der Legierungsbestandteile Wolfram (W), Molybdän (Mo), Vanadium (V) und Kobalt (Co). Für Merksätze siehe Artikel Stahlsorte#Schnellarbeitsstähle. Nach den Legierungsbestandteilen Wolfram und Molybdän werden die Schnellarbeitstähle allgemein in vier Gruppen unterteilt mit

• 2 % W und ca. 1 % Mo,
• 12 % W und ca. 1 % Mo,
• 6 % W und ca. 5 % Mo und
• 18 % W und ca. 9 % Mo.

Beispiel: HS 12-1-4-5 enthält ca. 12% Wolfram, 1% Molybdän, 4% Vanadium und 5% Kobalt

Neben Schnellarbeitsstahl existieren eine Reihe weiterer Namen für diese Stahlsorte. Aus der englischen Abkürzung HSS sind beispielsweise Hochleistungsschnellarbeitstahl oder Hochleistungsschnellschnittstahl abgeleitet, aber auch Schnellschnittstahl ist weit verbreitet. Häufig werden zur besseren Lesbarkeit auch ein oder mehrere Bindestriche in die Namen eingefügt.