Serie: Warum Bohrer versagen | Artikel 15
Schlüsselwörter: Bohren von Edelstahl, warum Edelstahl schwer zu bohren ist, Kaltverfestigung von Edelstahl, Bohrer für Edelstahl 304/316, Kobalt-HSS-Bohrer M35, Spanbruch beim Bohren von Edelstahl, Edelstahl mit geringer Wärmeleitfähigkeit, Aufbauschneidenbildung bei Edelstahl, Edelstahl-Spitzbohrer 135, Bohrer mit roter Härte, Bohrversagen durch Kaltverfestigung, Drehzahlvorschub beim Bohren von Edelstahl
Fragt man jemanden, der schon einmal 304er oder 316er Edelstahl in einer Werkstatt gebohrt hat, wo das Problem liegt, hört man immer wieder dasselbe Wort, noch bevor man die wissenschaftliche Erklärung kennt: Es klebt. Der Bohrer bietet nicht nur Widerstand – je tiefer er im Bohrloch steckt, desto schwerer lässt er sich vorschieben. Diese Beschreibung ist zwar zutreffend, aber unvollständig.
Edelstahl ist nicht deshalb schwer zu bohren, weil er hart ist. Im geglühten Zustand sind gängige Sorten wie 304 und 316 oft weicher als gehärteter Werkzeugstahl. Das Besondere an Edelstahl ist, dass beim Bohren vier unterschiedliche mechanische Prozesse gleichzeitig ablaufen, die sich gegenseitig verstärken. Dieses Zusammenspiel zu verstehen – und nicht nur zu wissen, dass Edelstahl zäh ist – entscheidet darüber, ob ein Bohrvorgang erfolgreich ist oder die Bohrer verschleißt.
Es ist kein Härteproblem
Wenn die Härte allein das Problem erklären würde, wäre ein härterer Bohrer die Lösung. In der Praxis rüsten viele Betriebe jedoch auf einen härteren Bohrer um und verschleißen ihn trotzdem nach der gleichen Anzahl an Bohrungen. Das liegt daran, dass die vier unten beschriebenen Mechanismen nicht nacheinander wirken – sie verstärken sich gegenseitig in einer Schleife, und diese Schleife ist es, die den Bohrer letztendlich zerstört.
● Duktilität und schlechte Spanbruchfestigkeit – das Material lässt sich nicht sauber abscheren
● Geringe Wärmeleitfähigkeit – die erzeugte Wärme kann nicht abgeführt werden
● Kaltverfestigung – die Oberfläche wird genau dort härter, wo man versucht, sie zu schneiden.
● Wärmekonzentration an der Schneide – der Bohrer fängt die Belastung ab, die das Werkstück nicht aufnehmen kann.
Jede dieser Eigenschaften ist für sich genommen eine bekannte Eigenschaft von austenitischem Edelstahl. Der tatsächliche Fehler, den Käufer erleben, tritt ein, wenn alle vier Eigenschaften gleichzeitig wirken.
Warum sich Edelstahl „klebrig“ anfühlt – Duktilität und schlechte Spanbrucheigenschaften
Die Stahlsorten 304 und 316 sind duktiler als Kohlenstoffstahl. Das bedeutet, dass sich das Material vor der Schneide verformt und dehnt, anstatt in einen kurzen Span abzuscheren. Dadurch entsteht ein langer, durchgehender, spiralförmiger Span anstelle der kleinen Bruchstücke, die bei Baustahl entstehen.
In Nachschlagewerken zur Edelstahlverarbeitung werden austenitische Sorten genau so beschrieben – nämlich mit „hohen Kaltverfestigungsraten und schlechten Spanbrucheigenschaften“ bei der Zerspanung.
Quelle: Allgemeine Referenzliteratur zur Bearbeitung von Edelstahl (technische Richtlinien für die Fertigungsindustrie).
Lange, spiralförmige Späne sehen nicht nur unschön aus. Sie wickeln sich um den Bohrkörper, setzen sich in den Spannuten fest und können im schlimmsten Fall das Werkzeug komplett blockieren. Eine verstopfte Spannut kann weder Späne noch Wärme aus dem Bohrloch abführen, wodurch das Problem direkt in den nächsten Abschnitt verlagert wird.
Die Hitze, die nirgendwohin kann
Die Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl beträgt etwa ein Drittel derjenigen von Kohlenstoffstahl – typischerweise im Bereich von 15–30 W/m·K gegenüber 30–60 W/m·K bei normalem Kohlenstoffstahl. In der Praxis bedeutet dies, dass sich die an der Schneide entstehende Wärme nicht wie bei Baustahl in das umgebende Werkstück verteilt. Sie konzentriert sich genau dort, wo der Bohrer die größte Arbeit verrichtet.
Normalerweise wird ein Großteil der Schnittwärme mit dem Span abgeführt. Doch der eben beschriebene Span – lang, faserig und in den Spannuten verdichtet – kann das Bohrloch ebenfalls nicht effizient reinigen. Dadurch entweicht weniger Wärme mit dem Span, und die verbleibende Wärme wird vom Werkzeug und der frisch geschnittenen Oberfläche aufgenommen. Das ist der direkte Zusammenhang zwischen unzureichender Spanabfuhr und Schneidkantentemperatur: Es handelt sich nicht um zwei getrennte Probleme, sondern um ein sich selbst verstärkendes Problem.
Arbeitshärtung – Wenn das Loch zurückschlägt
Dies ist üblicherweise der Punkt, der einen Bohrer tatsächlich zerstört, und eine direkte Folge der oben beschriebenen Hitze. Wenn die Schneide reibt statt schneidet – zu geringer Vorschub, zu hohe Drehzahl oder ein kurzes Zögern in der Bohrlochmitte –, führen Reibung und Druck zu einer Kaltverformung einer dünnen Oberflächenschicht. Diese Schicht härtet aus. Bei Edelstahl kann die betroffene Zone eine Härte von etwa 40–50 HRC erreichen, was härter ist, als der Bohrer üblicherweise bearbeiten soll.
Die Falle: Sobald sich ein Materialring durch Kaltverfestigung verfestigt hat, greift der Bohrer bei der nächsten Umdrehung noch schwerer, was zu verstärkter Reibung und weiterer Oberflächenverhärtung führt. Dieser Prozess verstärkt sich selbst – und beginnt in dem Moment, in dem der Bohrer nicht mehr sauber schneidet.
Deshalb gilt in der Werkstatt für Edelstahl die absolute Regel: Die Vorschubkraft darf bei laufender Spindel niemals unterbrochen werden. Selbst eine kurze Pause von ein oder zwei Sekunden, während der Bohrer noch im Kontakt mit dem Material steht, reicht oft aus, um die Stelle so stark zu härten, dass derselbe Bohrer sie anschließend nicht mehr durchtrennen kann.
Wie sich die vier Faktoren zusammenwirken
Als Kette dargestellt, sieht die Fehlersequenz folgendermaßen aus:
Wo der Bohrer selbst ins Spiel kommt
Angesichts all dessen liegt es nahe, zu einem „härteren“ Bohrer zu greifen und anzunehmen, das Problem sei damit gelöst. Das ist jedoch ein Trugschluss. Der Grund, warum M35-Kobalt-HSS Standard-M2-HSS in Edelstahl übertrifft, liegt nicht in der höheren Härte von M35, sondern darin, dass M35 seine Härte und Schneidleistung auch bei höheren Temperaturen beibehält. M2-HSS verliert seine Schneidkantenhärte ab etwa 400 °C; der Kobaltgehalt von M35 verschiebt diese Rotglühtemperaturgrenze auf etwa 600 °C.
Da das Kernproblem beim Bohren von Edelstahl die unkontrollierte Wärmeabfuhr ist, zielt eine Bohrergüte, die ihre Schneidkante auch bei höheren Temperaturen beibehält, auf den eigentlichen Mechanismus ab – und nicht nur auf die allgemeine Verschleißfestigkeit. Die Abfolge sollte klar formuliert werden:
Edelstahl erzeugt konzentrierte Hitze → die Schneidkantentemperatur steigt → Standard-HSS verliert an Härte und stumpft schneller ab → eine stumpfe Schneide reibt statt zu schneiden → Reibung führt zu Kaltverfestigung → noch mehr Hitze → Bruch. M35-Kobalt unterbricht diesen Kreislauf beim Härteverlust der Schneide – nicht bei der Kaltverfestigung und nicht bei der Drehzahl/dem Vorschub.
Die Geometrie der Bohrspitze ist aus demselben Grund wichtig, jedoch aus einem anderen Blickwinkel. Eine 135°-Spitze (behandelt im Themenbereich „Geometrie“ dieser Serie) reduziert das Gleiten und Verlaufen beim Bohrbeginn, wodurch die Zeitspanne verkürzt wird, in der der Bohrer schleift, anstatt sauber zu schneiden. Weniger Gleiten beim Eintritt bedeutet eine geringere Wahrscheinlichkeit für Kaltverfestigung, bevor das Bohren überhaupt begonnen hat.
Nichts davon ersetzt den korrekten Prozess. Ein korrekt geeichter M35-Kobaltbohrer, der mit der falschen Drehzahl, ohne Vorschubdruck oder mit einer Verweilzeit in der Bohrlochmitte betrieben wird, führt dennoch zu Kaltverfestigung und Versagen – nur etwas später als ein Standard-HSS-Bohrer. Die Bohrerqualität erhöht die maximale Leistungsfähigkeit; sie behebt jedoch keine Fehler im Bohrprozess.
Was das bedeutet, wenn Sie Bohrer für die Edelstahlbearbeitung beschaffen
Wenn das Bohren von Edelstahl ein wiederkehrender Bestandteil Ihrer Produktpalette oder der Anwendungen Ihrer Kunden ist, sollten Sie sich vor der Auftragserteilung einige Fragen stellen:
● Handelt es sich tatsächlich um M35- oder M42-Kobalt – bestätigt durch den Kobaltgehalt – und nicht nur um ein Etikett „für Edelstahl“ auf der Verpackung?
● Beinhaltet die Spitzengeometrie eine 135°-Spitze oder eine standardmäßige 118°-Kegelspitze für Baustahl?
● Werden die empfohlenen Drehzahl-/Vorschubwerte für Edelstahl dem Endbenutzer tatsächlich mitgeteilt oder ihm zur Schätzung überlassen?
● Ist Kühlmittel oder Schneidöl im empfohlenen Prozess enthalten oder wird es stillschweigend vorausgesetzt?
Keine dieser Fragen lässt sich pauschal richtig beantworten – die Antworten hängen von der Edelstahlsorte, der Bohrungstiefe und der verwendeten Ausrüstung ab. Ein Lieferant, der diese Fragen mit Ihnen durchgehen kann, versteht die Fehlerursache in der Regel besser als einer, der Ihnen lediglich einen technisch anspruchsvollen Produktnamen anbietet.
Über diese Serie
Warum Bohrer versagen ist ist eine technische Artikelreihe unseres Produktionsteams. Jeder Artikel beleuchtet einen spezifischen Faktor der Bohrerleistung – vom Rohmaterial bis zur Verpackung. Das Ziel ist einfach: Käufern zu helfen, zu verstehen, was sie tatsächlich kaufen und welche Fragen sie stellen sollten.
Veröffentlichungsdatum: 17. September 2026