Edelstahl 304 vs. Aluminiumlegierung 6061: Eine vergleichende Analyse der Bearbeitungseigenschaften

Die Wahl des richtigen Materials kann die Verarbeitungskosten um 40 % senken – Ein wichtiger Entscheidungsleitfaden

Bei der Präzisionsbearbeitung wirkt sich die Materialauswahl direkt auf die Leistungsfähigkeit der Teile und die Produktionskosten aus.

I. Vergleich der grundlegenden Eigenschaften

| Parameter | Edelstahl 304 | Aluminiumlegierung 6061 |

|-------------------------|-------------------------|-------------------------|

| Dichte (g/cm³) | 7,93 | 2,70 |

| Zugfestigkeit (MPa) | 515–620 | 124–290 |

| Wärmeleitfähigkeit (W/m·K) | 16,2 | 167 |

| Wärmeausdehnungskoeffizient (μm/m·°C) | 17,2 | 23,6 |

▲ Wichtige Erkenntnis: Aluminium ist 57 % leichter, während Edelstahl eine 2- bis 5-mal höhere Festigkeit bietet.

II. Detaillierte Analyse der Bearbeitungsleistung

1. Bearbeitbarkeitsindex

- Edelstahl 304**:

- Ausgeprägte Kaltverfestigungstendenz (20-50% Härtezunahme)

- Empfohlene Schnittgeschwindigkeit: 30-50 m/min

- Typischer Werkzeugverschleiß: ≤15m Schnittlänge pro Kante

- 6061 Aluminiumlegierung:

- Aufbaukantenrisiko (BUE)

- Empfohlene Schnittgeschwindigkeit: 200-300 m/min

- 3x längere Werkzeuglebensdauer

![Schneidvergleich: Edelstahlspäne (durchgehendes Band) vs. Aluminiumspäne (gebrochene Fragmente)]

2. Kompatibilität der Oberflächenbehandlung

| Verfahren | Edelstahl 304 | Aluminiumlegierung 6061 |

|---------------|--------------------------|--------------------------|

| Eloxieren | Nicht anwendbar | Optimale Wahl |

| Galvanisieren | Erfordert eine Vorvernickelung | Erfordert eine Zinkatbehandlung |

| Sandstrahlen | Hervorragendes mattes Finish | Neigt zur Orangenhautstruktur |

3. Kontrolle der thermischen Verformung

- Überlegungen zu Aluminium**:

- 35°C Temperaturanstieg pro 1mm Schnitttiefe (erfordert Zwangskühlung)

- Dünnwandige Teile: Separate Vor-/Fertigbearbeitung mit 12h Alterung

- Edelstahlvorteil**:

- Thermische Verformungsrate ≈ 1/3 von Aluminium

- Ideal für die kontinuierliche Bearbeitung komplexer Teile

III. Kostenaufschlüsselungsanalyse (typisches Komponentenbeispiel)

| Kostenfaktor | Edelstahl 304 | Aluminiumlegierung 6061 |

|--------------------|---------------------|---------------------|

| Materialkosten | 58 % | 32 % |

| Werkzeugverschleiß | 25 % | 8 % |

| Arbeitskosten | 12 % | 45 % |

| Schrottrecycling | -5 % | +15 % |

Hinweis: Der Recyclingwert von Aluminiumschrott kann bis zu 30 % der Rohstoffkosten betragen.*

IV. Flussdiagramm zur Materialauswahl

Wählen Sie Edelstahl 304, wenn:

✓ Korrosionsbeständigkeit erforderlich (Umgebungen mit pH ≥6,5)

✓ Hochtemperaturanwendungen (>300°C)

✓ Lebensmittel-/Medizin-Zertifizierungen erforderlich

Wählen Sie die Aluminiumlegierung 6061, wenn:

✓ Gewichtsreduzierung hat Priorität (Luftfahrt/Automobilindustrie)

✓ Hohe Wärmeleitfähigkeit erforderlich (Kühlkörper)

✓ Kostensensible Projekte mit Eloxalbedarf

Unsere Mehrwertdienste:

✅ Kostenlose Materialberatung (Ingenieure mit 20 Jahren Erfahrung)

✅ Probebearbeitungsdienste (3 Prozessvergleiche)

✅ Kundenspezifische Lösungen (Antibakterieller Stahl/hochfeste Al-Li-Legierungen)

Technische Tipps:

- Edelstahlbearbeitung: Verwenden Sie HSS-Werkzeuge aus Kobalt und reduzieren Sie die Spindeldrehzahl um 40 %

- Aluminium-Verzugsschutz: Implementieren Sie kryogene Bearbeitung (-196 °C LN₂-Kühlung)

- Hybridlösungen: Edelstahleinsätze + Aluminiummatrix-Designs