HSS Bedeutung: Was Schnellarbeitsstahl wirklich kann

Mehrere Spiralbohrer aus Metall nebeneinander, Nahaufnahme mit unscharfem Hintergrund. — Foto: One-Small-Step / Pixabay, Pixabay-Inhaltslizenz

HSS steht für High Speed Steel, auf Deutsch Schnellarbeitsstahl: ein hochlegierter Werkzeugstahl, der seine Härte bis etwa 600 °C behält. Gewöhnlicher Werkzeugstahl verliert schon ab rund 200 °C an Härte, HSS erlaubt dagegen 3- bis 4-fach höhere Schnittgeschwindigkeiten (Wikipedia, „Schnellarbeitsstahl“).

Ein HSS-Bohrer ist ein Bohrer, dessen Schneidteil aus Schnellarbeitsstahl besteht; er ist der gängige Standardbohrer für Metall, Holz und Kunststoff. Das Kürzel taucht außerdem auf Fräsern, Gewindebohrern, Sägeblättern und Drehmeißeln auf. Hinter „HSS“ verbergen sich allerdings sehr verschiedene Werkzeuge: Die Zusätze R, G, E und PM beschreiben unterschiedliche Dinge, und nicht jeder Zusatz bedeutet „besser“.

HSS: Bedeutung und deutsche Bezeichnungen

HS steht für „High Speed“, das zweite S für „Steel“. Im Deutschen sind Schnellarbeitsstahl, Hochgeschwindigkeitsstahl und Schnellschnittstahl gebräuchlich. Entwickelt wurde der Werkstoff bis 1906 von Taylor und White (Wikipedia, „Schnellarbeitsstahl“).

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Gemeint ist immer ein Stahl, der speziell für das spanende Bearbeiten gemacht ist. Er wird als Schneidstoff eingesetzt, also dort, wo die Schneide Material abträgt und dabei heiß wird.

Warum HSS „schnell“ ist: Warmhärte und Legierung

Beim Zerspanen entsteht an der Schneide Wärme. Kaltarbeitsstahl verliert ab etwa 200 °C an Härte und kommt in Stahl auf Schnittgeschwindigkeiten bis etwa 5 m/min. HSS hält bis etwa 600 °C und schafft bis etwa 80 m/min (Wikipedia, „Schnellarbeitsstahl“). Daher der Name.

Möglich macht das die Legierung. Wichtige Elemente sind Kohlenstoff, Wolfram, Molybdän, Vanadium, Chrom und Kobalt. Zusammen können sie mehr als 30 % des Werkstoffs ausmachen. Die Elemente bilden harte Karbide, die auch bei Hitze Verschleiß widerstehen.

Eine Einordnung gegenüber anderen Schneidstoffen zeigt die folgende Tabelle. Die Zahlen für Kaltarbeitsstahl und HSS stammen aus Wikipedia, der Wert für Hartmetall ist eine Überschlagsrechnung (HSS 80 m/min × 3).

Schneidstoff	Härteverlust ab	Schnittgeschwindigkeit (Stahl)	Bruchfestigkeit	Schleifbarkeit
Kaltarbeitsstahl	ca. 200 °C	bis ca. 5 m/min	–	–
HSS	ca. 600 °C	bis ca. 80 m/min	höchste aller Schneidstoffe	beste aller Schneidstoffe
Hartmetall	ca. 900 bis über 1000 °C (je nach Quelle und Sorte)	ca. 240 m/min (Überschlag)	geringer als HSS	aufwendiger

Die 240 m/min sind eine Größenordnung, keine Schnittdatenempfehlung. Reale Werte hängen von Werkstoff, Beschichtung und Werkzeug ab.

Genormte HSS-Sorten nach EN ISO 4957

Die Norm für Werkzeugstähle ist DIN EN ISO 4957 (Ausgabe 11/2018). Sie hat das zurückgezogene DIN 17350 ersetzt (Wikipedia, „Werkzeugstahl“). Zwei Sorten decken einen Großteil der Standardwerkzeuge ab:

Kurzname	Werkstoffnr.	C	Cr	Mo	W / V / Co
HS6-5-2C	1.3343	0,86–0,94 %	3,8–4,5 %	4,7–5,2 %	W 5,9–6,7 %, V 1,7–2,1 %, Co 0 %
HS6-5-2-5	1.3243	vergleichbar 1.3343	vergleichbar 1.3343	vergleichbar 1.3343	zusätzlich Co 4,5–5,0 %

Die Analysewerte stammen aus den Werkstoffdaten von Pauly Stahlhandel nach EN ISO 4957. Die Zahlen im Kurznamen geben die Gehalte gerundet an: etwa 6 % Wolfram, 5 % Molybdän, 2 % Vanadium, bei der zweiten Sorte zusätzlich etwa 5 % Kobalt. Die Sorte HS6-5-2C enthält kein Kobalt; die Sorte mit der angehängten 5 (HS6-5-2-5) enthält zusätzlich Kobalt.

HSS-R, HSS-G, HSS-E, HSS-PM: was die Zusätze bedeuten

Der Werkstoffname (etwa HS6-5-2-5) beschreibt die Legierung. Die Handelskürzel dagegen beschreiben teils die Legierung, teils das Fertigungsverfahren des Werkzeugs, teils die Herstellungsroute des Stahls.

Kürzel	Bedeutung	Co-Gehalt	Kerneigenschaft	typische Anwendung
HSS-R	rollgewalzt (Verfahren)	unabhängig vom Verfahren	Basisqualität, bruchfest	Handbohrmaschine
HSS-G	geschliffen (Verfahren)	unabhängig vom Verfahren	höhere Genauigkeit, geringere Toleranzen	Bohrungen mit engeren Toleranzen
HSS-E Co5	kobaltlegiert (Legierung)	5 %	mehr Warmhärte und Anlassbeständigkeit, geringere Zähigkeit	Edelstahl, hochfeste Werkstoffe
HSS-E Co8	kobaltlegiert (Legierung)	8 %	mehr Warmhärte und Anlassbeständigkeit, geringere Zähigkeit	Edelstahl, hochfeste Werkstoffe
HSS-PM	pulvermetallurgisch (Herstellungsroute)	je nach Sorte	feinere, gleichmäßigere Karbidverteilung	je nach Sorte und Werkzeug

Die Bohrer-Varianten R, G und E beschreibt Haberkorn in seinem Vergleich VHM- und HSS-Bohrer. HSS-E steht für Schnellstahl mit 5 % oder 8 % Kobalt. Kobalt erhöht Härte, Warmhärte und Anlassbeständigkeit, senkt aber die Zähigkeit, das Werkzeug wird also bruchempfindlicher (Gewindeaufschneider.de, „HSS oder HSSE“). Bei HSS-PM wird die Schmelze mit Stickstoff verdüst und heißisostatisch verpresst. Der Vorteil liegt in der feineren Karbidverteilung.

Ist HSS-E immer besser als HSS?

Nein. Die verbreitete Kaufregel „E ist besser“ gilt nur für Werkstoffe, bei denen Warmhärte zählt, etwa Edelstahl. Wo Stöße oder Verkanten drohen, ist die geringere Zähigkeit ein Nachteil.

Ist HSS-G besser als HSS-R?

Ebenfalls nicht pauschal. Geschliffene Bohrer sind genauer. In der Handbohrmaschine ist der rollgewalzte Bohrer wegen der höheren Bruchfestigkeit oft die bessere Wahl (Haberkorn).

HSS oder Hartmetall (VHM)?

HSS hat unter den Schneidstoffen die höchste Bruchfestigkeit und die beste Schleifbarkeit, aber die geringste Warmhärte und Verschleißfestigkeit. Hartmetall erlaubt etwa dreimal höhere Schnittgeschwindigkeit und eignet sich wie Schneidkeramik und Bornitrid für Temperaturen über 1000 °C (Wikipedia, „Schnellarbeitsstahl“).

Besser als einfacher HSS sind je nach Einsatz Hartmetall-Bohrer (VHM) bei hohen Schnittgeschwindigkeiten und harten Werkstoffen oder HSS-E bei Edelstahl und hochfesten Werkstoffen. Zu „was ist härter, HSS oder VHM?“ gilt: Hartmetall hat die höhere Warmhärte und Verschleißfestigkeit, HSS dafür die höhere Bruchfestigkeit. Zur Höchsttemperatur von Hartmetall kursieren Angaben von „über 900 °C“ bis „über 1000 °C“. Die Spanne hängt von Quelle und Sorte ab und taugt nur als Richtwert.

Kriterium	HSS	Hartmetall / VHM
Schnittgeschwindigkeit	bis ca. 80 m/min	ca. 3 × HSS
Warmhärte	bis ca. 600 °C	deutlich höher
Bruchfestigkeit	hoch	geringer
Nachschleifen	einfach	aufwendiger
Anschaffungspreis	eher niedrig	eher höher

Die Preis- und Schleifbarkeitsangaben sind qualitativ gemeint. Konkrete Preise hängen von Durchmesser, Hersteller und Beschichtung ab.

Wann HSS, wann Hartmetall?

HSS bei unterbrochenem Schnitt, weil die Schneide Stöße besser verträgt.
HSS in der Handbohrmaschine, wo Verkanten und Vibration auftreten.
HSS, wenn häufig nachgeschliffen wird oder Profilwerkzeuge selbst geschliffen werden.
Hartmetall bei hohen Schnittgeschwindigkeiten auf steifen Maschinen und in Serien, wo Standzeit zählt.
Hartmetall für sehr harte oder abrasive Werkstoffe, bei denen HSS rasch verschleißt.

Für die Auswahl im Einzelfall zählen Maschinensteifigkeit, Kühlung und Werkstoff. Die Schnittdaten des Werkzeugherstellers haben Vorrang vor Faustwerten.

Nicht verwechseln: AHSS

AHSS steht für Advanced High Strength Steel und bezeichnet hochfeste Stähle, etwa für Karosserien. Mit Schnellarbeitsstahl ist AHSS nicht verwandt (Wikipedia, „Schnellarbeitsstahl“). Wer nach „HSS“ in einem Stahldatenblatt sucht, sollte auf den Kontext achten: Bei Werkzeugen ist High Speed Steel gemeint, bei Blechen für den Fahrzeugbau meist hochfester Stahl.

Fazit

HSS ist ein Schneidstoff mit hoher Bruchfestigkeit, guter Schleifbarkeit und Härte bis etwa 600 °C. Für Handbohrmaschinen, Werkstatt und unterbrochene Schnitte ist HSS-R oder HSS-G meist die passende Wahl, für Edelstahl und hochfeste Werkstoffe HSS-E mit 5 % oder 8 % Kobalt. Hartmetall lohnt sich, wenn hohe Schnittgeschwindigkeit und lange Standzeit auf einer steifen Maschine gefragt sind. Wer nach Kürzeln einkauft, sollte zwischen Legierung (E), Verfahren (R, G) und Herstellungsroute (PM) unterscheiden.

Quellen

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