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Geschwindigkeiten, Vorschübe und Werkzeugstandzeit beim Bearbeiten von Invar 36

Von Invar Machining editorial team· Aktualisiert 26. September 2026

Typische Invar-36-Bearbeitungsparameter liegen nahe an denen für 304-Edelstahl: beschichtetes Hartmetall-Fräsen bei 30 bis 60 m/min, HSS bei 15 bis 25 m/min, Vorschübe hoch genug gehalten, dass die Schneide immer einen echten Span nimmt, und Flutkühlung auf den Schnitt gerichtet. Der Werkstoff ist zäh, verfestigungsanfällig und hart auf Schneiden, wenn das Programm nicht dafür gebaut ist. Die Tabellen unten sind Ausgangspunkte, die eine Werkstatt gegen die Standzeit und Oberfläche anpasst, die sie tatsächlich sieht, und das eigene Programm der Werkstatt ist maßgeblich.

Warum sich Invar 36 so verhält

Invar 36 besteht zu etwa 64 % aus Eisen und 36 % aus Nickel und teilt die kubisch-flächenzentrierte Struktur, die austenitischen Edelstahl zäh zu schneiden macht. Die geglühte Härte liegt nur bei etwa 70 bis 80 HRB, etwa 130 bis 160 HB, der Werkstoff ist also weich, und das Problem ist nicht die Härte. Der Werkstoff verfestigt sich schnell unter einer stumpfen Schneide oder einem leichten, reibenden Schnitt, was die Schnittkräfte im nächsten Durchgang erhöht. Unkontrolliert wird daraus Rattern, Aufbauschneide und eine Oberflächengüte, die mit zunehmendem Werkzeugverschleiß schlechter statt besser wird. Zerspanbarkeitswerte setzen ihn bei etwa 40 bis 50 % eines frei schneidenden Stahls an, in derselben Größenordnung wie 304-Edelstahl.

Der Werkstoff hat außerdem eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Baustahl, sodass an der Schneide erzeugte Wärme nicht so schnell abgeführt wird. Diese Wärme konzentriert sich dort, wo das Werkzeug am meisten arbeitet, was mit erklärt, warum die Standzeit bei Invar kürzer ist als bei einem ähnlich harten Stahl. Der Wikipedia-Artikel zu Invar erklärt die Eisen-Nickel-Zusammensetzung und die kubisch-flächenzentrierte Struktur, die dieses Verhalten größtenteils erklären.

Typische Fräsparameter

Beim Fräsen von Invar 36 geht es darum, die Schneide schneidend zu halten, Verweilen zu vermeiden und Späne zu entfernen, bevor sie erneut geschnitten werden. Typische Ausgangspunkte:

Vorgang Werkzeugmaterial Geschwindigkeit, m/min Vorschub pro Zahn, mm Tiefenhinweise
Schruppen, Umfangsfräsen Beschichtetes Vollhartmetall, AlTiN oder ähnlich 30 bis 60 0,05 bis 0,10 Axial bis 1x Durchmesser, radial 25 bis 40 % des Durchmessers
Schruppen, HSS HSS-Co (M42-Klasse) 15 bis 25 0,04 bis 0,08 Axial 0,5x Durchmesser, flacher radial
Schlichten Beschichtetes Vollhartmetall 40 bis 70 0,03 bis 0,06 Axial 0,2 bis 0,5 mm, radial 0,1 bis 0,3 mm, nach Spannungsarmglühen
Stirnfräsen Wendeschneidplatte, positiver Spanwinkel 40 bis 70 0,08 bis 0,15 Axial 0,5 bis 2 mm, volles Eingreifen an dünner Platte vermeiden

Gleichlauffräsen ist die übliche Wahl, da es die Spandicke im Schnitt abnehmen lässt, statt den Zahn mit einem dünnen, reibenden Span zu beginnen, der Kaltverfestigung fördert. Bei Taschen hält ein trochoidaler oder dynamischer Werkzeugweg mit kleinem radialem Schritt und voller axialer Tiefe die Belastung konstant und die Wärme im Span.

Typische Drehparameter

Bei Hartmetallwerkzeugen auf einer steifen CNC-Drehmaschine fahren Werkstätten Invar 36 mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten als 4140-Stahl, mit einem Vorschub, der das Werkzeug schneidend statt reibend hält. Typische Ausgangspunkte:

Vorgang Werkzeugmaterial Geschwindigkeit, m/min Vorschub, mm/U Tiefenhinweise
Schruppen Beschichtete Hartmetallplatte, positiver Spanbrecher 40 bis 70 0,15 bis 0,30 1 bis 3 mm, konstante Tiefe zur Vermeidung einer verfestigten Stufe
Schruppen, HSS HSS-Co 15 bis 25 0,10 bis 0,20 1 bis 2 mm
Schlichten Beschichtetes Hartmetall, scharfe Spitze 60 bis 90 0,05 bis 0,15 0,2 bis 0,5 mm, nach Spannungsarmglühen
Abstechen und Einstechen Hartmetall, schmaler Spanbrecher 30 bis 50 0,05 bis 0,10 Kühlmittel in die Nut, Vorschub nie unter dem Mindestspan

Drehen hat seine eigene Tücke: lange Späne wickeln sich um Teil und Spannfutter, wenn die Wendeschneidplatte sie nicht bricht. Ein auf den Vorschubbereich abgestimmter Spanbrecher, nicht ein allgemeiner, ist die übliche Lösung.

Typische Bohr- und Gewindeschneideparameter

Bohrungen sind der Punkt, an dem Kaltverfestigung am stärksten zuschlägt, denn ein Bohrer, der zu leicht anpickt oder am Grund verweilt, baut eine harte Haut auf, durch die der nächste Pick oder das Gewindewerkzeug schneiden muss. Typische Ausgangspunkte:

Vorgang Werkzeugmaterial Geschwindigkeit, m/min Vorschub Tiefenhinweise
Bohren HSS-Co-Spiralbohrer, 130° bis 135° Spitzenwinkel 10 bis 15 0,05 bis 0,12 mm/U, mit Durchmesser steigend Anpicken 1x Durchmesser, voller Rückzug zum Spänefreiräumen
Bohren Vollhartmetallbohrer, Innenkühlung 30 bis 50 0,08 bis 0,15 mm/U Tiefere Picks oder keine mit Innenkühlung
Reiben Hartmetall- oder HSS-Co-Reibahle 8 bis 15 0,15 bis 0,30 mm/U 0,1 bis 0,2 mm belassen, Flutkühlung
Gewindeschneiden, schneidend HSS-E Spiralnut, TiN oder TiCN 3 bis 6 Steigung 65 bis 70 % Gewindetiefe, Vorbohrung am oberen Ende des Größenbands
Gewindeschneiden, formend HSS-E Formgewindebohrer 5 bis 10 Steigung Größere Vorbohrung, duktile Legierung eignet sich zum Formen, Öl oder hochschmierendes Kühlmittel
Gewindefräsen Vollhartmetall-Gewindefräser 25 bis 40 0,03 bis 0,05 mm/Zahn Bevorzugt für Sacklöcher und M6 und größer, kein Gewindebohrerbruchrisiko

Ein Gewindebohrer, der in Invar festfrisst, kostet das Werkzeug und oft das Teil, weshalb viele Werkstätten fräsen, was sie können, und Gewindeeinsätze für wiederholt montierte Bohrungen vorsehen.

Werkzeugverschleiß und Kaltverfestigung

Der Werkzeugverschleiß bei Invar 36 folgt einem Muster. Eine scharfe Schneide schneidet eine Weile saubere. Wenn sie stumpf wird, beginnt sie zu reiben, das Reiben verfestigt die Oberfläche, die verfestigte Oberfläche beschleunigt den Verschleiß, und schon ist die Schneide weg. Die Kurve ist flach und dann steil, weshalb Werkstätten, die regelmäßig Invar bearbeiten, Werkzeuge nach einem Plan wechseln, statt sie bis zum sichtbaren Ausfall zu fahren.

Drei Entscheidungen zählen bei Invar mehr als bei Stahl:

  • Scharfe, positive Schneiden. Eine negative oder stark verrundete Schneide reibt, bevor sie schneidet, und Reiben verfestigt die Oberfläche.
  • Für Nickellegierungen geeignete Beschichtungen. AlTiN und ähnliche hitzebeständige Beschichtungen übertreffen in der Erfahrung der meisten Werkstätten einfaches TiN. Unbeschichtetes scharfes Hartmetall kann beim Schlichten die richtige Wahl sein, wenn die Verrundung der Beschichtung zu groß ist.
  • Auf den Vorschub abgestimmte Spanbrecher. Invar erzeugt lange, drahtige Späne, die sich um Werkzeug oder Teil wickeln, wenn die Geometrie sie nicht bricht.

Der Vorschub ist der Hebel, der am häufigsten falsch eingestellt wird. Ein Schlichtdurchgang bei 0,02 mm pro Zahn “für eine bessere Oberfläche” bewirkt in Invar das Gegenteil, weil die Schneide nicht unter die verfestigte Haut kommt und reibt statt schneidet. Halten Sie den Span über dem Schneidenradius, etwa 0,03 mm pro Zahn für einen Hartmetall-Schlichtfräser, und holen Sie die Oberfläche aus einem scharfen Werkzeug und einer steifen Aufspannung statt aus einem leichten Span.

Kühlmittel und Spankontrolle

Flutkühlung, direkt auf die Schneide gerichtet, nicht auf den allgemeinen Arbeitsbereich, führt Wärme ab und hilft, ein erneutes Schneiden drahtiger Späne zu verhindern. Innenkühlung beim Bohren und in tiefen Taschen dient demselben Zweck: Die Wärme muss die Schnittzone schnell verlassen, sonst bleibt sie im Werkzeug und im Teil. Emulsion in höherer Konzentration als bei Stahl, oder ein hochschmierendes Öl für Gewindeschneiden und -formen, ist typisch. Trockenbearbeitung und Minimalmengenschmierung sind beim Schruppen möglich, aber selten beim Schlichten, wo das thermische Wachstum des Teils während des Schnitts eine Rolle spielt.

Spanabtransport ist eine Frage der Einrichtung, kein Nachgedanke. Ein Programm, das pausiert, um Späne zu entfernen, oder das tiefere Löcher anpickt statt in einem Zug durchzubohren, vermeidet das erneute Schneiden, das die Standzeit verkürzt. Da der Werkstoff ferromagnetisch ist, haften feine Späne am Teil und an der Vorrichtung, sodass Reinigung zwischen Setups Teil des Prozesses ist.

Rechenbeispiel: Ausgangspunkt für einen hypothetischen 12 mm Hartmetall-Schaftfräser

Nehmen Sie eine hypothetische Invar-36-Montageplatte, 25 mm dick, mit einem 12 mm vierschneidigen AlTiN-beschichteten Vollhartmetall-Schaftfräser auf einem steifen Vertikal-Bearbeitungszentrum mit Flutkühlung getascht, vor dem Spannungsarmglühen geschruppt und danach geschlichtet. Die Werte sind typische Ausgangspunkte, kein Programm.

Schruppen. Wählen Sie eine Schnittgeschwindigkeit von 45 m/min, mittleres Band. Die Spindeldrehzahl ist Geschwindigkeit mal 1000 geteilt durch π mal Durchmesser: 45 × 1000 / (3,1416 × 12) = etwa 1190 U/min, also 1200 U/min. Vorschub pro Zahn 0,08 mm. Der Tischvorschub ist Vorschub pro Zahn mal Zähne mal Drehzahl: 0,08 × 4 × 1200 = 384 mm/min, also etwa 380 mm/min. Axiale Tiefe 12 mm, ein Durchmesser, radialer Schritt 3,6 mm, 30 % des Durchmessers, Gleichlauffräsen mit dynamischem Werkzeugweg. Die Zerspanungsrate liegt bei etwa 12 × 3,6 × 384 = 16.600 mm3/min, oder 16,6 cm3/min. Lassen Sie 0,5 mm auf Wänden und Boden für den Schlichtdurchgang und senden Sie das Teil zum Spannungsarmglühen.

Schlichten. Nach dem Ofen, ein frisches Werkzeug. Schnittgeschwindigkeit 55 m/min ergibt etwa 1460 U/min, also 1450 U/min. Vorschub pro Zahn 0,05 mm ergibt 0,05 × 4 × 1450 = 290 mm/min. Axiale Tiefe 0,3 mm am Boden, radial 0,2 mm an den Wänden, zwei Durchgänge, um die 0,5 mm Aufmaß zu entfernen. Der Span bleibt über dem Schneidenradius, sodass das Werkzeug durchgehend schneidet und die Bodenoberfläche von der scharfen Schneide kommt, nicht von einem langsamen Vorschub.

Durchgang U/min Vorschub, mm/min Axiale Tiefe, mm Radiale Tiefe, mm
Schruppen 1200 380 12 3,6
Schlichten 1450 290 0,3 0,2

Von hier aus passt die Werkstatt an. Kommt der Span blau heraus und bricht die Schneide, senkt sie die Geschwindigkeit um 10 bis 15 %, bevor sie den Vorschub anfasst. Zeigt die Wand ein gerieben-glänzendes Band, geht der Vorschub hoch, nicht runter. Rattern die Ecken, kommt der radiale Schritt herunter und das Werkzeug erhält einen größeren Eckenradius.

Was das für Ihre RFQ bedeutet

Nichts davon ändert, was auf Ihrer Zeichnung steht, aber es erklärt, warum ein Invar-36-Angebot mehr Maschinenzeit einschließt als dieselbe Geometrie in Stahl, und warum eine Werkstatt mit Invar-Erfahrung vor der Festlegung auf eine Schneidstrategie nach Toleranzen fragt. Ein Bauteil, das eine feine Oberfläche oder eine enge Position braucht, erhält nach dem Spannungsarmglühen einen langsameren Schlichtdurchgang als eines, das nur passen muss.

Die Parameter sind Sache der Werkstatt. Ihre Aufgabe ist es, der Werkstatt zu geben, was sie braucht, um sie zu wählen: den Werkstoff und die Norm, zum Beispiel Invar 36 nach ASTM F1684, die Wärmebehandlungsabfolge oder “Empfehlung der Werkstatt”, die Oberflächengüte an kritischen Flächen, die Toleranzen, die die Funktion steuern, und alle dünnen Wände oder tiefen Taschen, die das Werkzeug einschränken. Wenn ein Merkmal schwer zu erreichen oder unbequem aufzuspannen ist, sagen Sie es. Eine Werkstatt, die regelmäßig Invar bearbeitet, kann oft eine Abfolge vorschlagen, die die Toleranz hält, ohne zusätzliche Durchgänge hinzuzufügen.

Senden Sie Ihre Zeichnung über das RFQ-Formular, und wir vermitteln sie mit Werkstätten, die diese Parameter bereits fahren, sodass das Angebot echte Schnittzeit widerspiegelt statt eine Schätzung.

Häufig gestellte Fragen

Kann Invar 36 auf derselben Maschine wie Stahl bearbeitet werden?

Ja, eine steife Drei- oder Vier-Achs-Maschine, die Stahl fährt, kommt mit Invar 36 gut zurecht. Der Unterschied liegt im Programm: niedrigere Schnittgeschwindigkeit, gleichmäßiger Vorschub und Kühlmittel, das die Schneide erreicht, nicht die Maschine selbst. Steifigkeit zählt mehr als Spindelleistung, denn Rattern ist es, was die Kaltverfestigung startet.

Warum verschleißt ein Werkzeug, das in Edelstahl den ganzen Tag hält, in Invar schnell?

Invar verfestigt sich unter einer verweilenden oder schleifenden Schneide, sodass ein Werkzeug, das reibt statt zu schneiden, eine harte Haut aufbaut, durch die der nächste Durchgang schneiden muss. Ein Werkzeug mit falscher Geometrie oder ein zu leichter Vorschub verursacht das schneller als der Werkstoff selbst. Wärme bleibt außerdem an der Schneide, weil die Legierung schlecht leitet.

Sind diese Parameter garantiert für mein Bauteil?

Nein. Es sind typische Ausgangspunkte, die eine Werkstatt gegen die Standzeit, die Oberfläche und die Spanform anpasst, die sie an Ihrer Geometrie tatsächlich sieht. Schneidstoffgüte, Maschinensteifigkeit, Kühlmitteldruck und wie viel Aufmaß nach dem Spannungsarmglühen bleibt, bewegen die Zahlen alle, und das eigene Programm der Werkstatt ist maßgeblich.

Ändert die frei schneidende Güte von Invar die Parameter?

Sie erlaubt höhere Geschwindigkeiten und liefert kürzere Späne, da das zugesetzte Selen oder ein ähnliches Element den Span bricht. Der Kompromiss ist eine kleine Änderung der Ausdehnung und im Verhalten des Teils nach der Wärmebehandlung, also bestätigen Sie mit der Werkstatt, dass die Güte für ein thermisch kritisches Bauteil akzeptabel ist, bevor Sie sie festlegen.

Geprüft anhand von

Die Werte in diesem Leitfaden sind typische Handbuchangaben zur Planung. Maßgeblich sind das Werkszertifikat für Ihre Schmelzcharge und das Angebot der Werkstatt für Ihre Geometrie.

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