Ressourcenschonung und Energieeffizienz erfordern zunehmend die Anwendung von ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI). Neben hohen Zugfestigkeiten und Dehnungen zeichnen sich ADI-Werkstoffe durch eine hervorragende Verschleißbeständigkeit durch Ausbildung einer martensitischen Randschicht und durch eine gute Dämpfung aus. Die besonderen Vorteile dieses Werkstoffes ermöglichen die konstruktive Verbesserung bestehender Sphärogusskomponenten sowie die Substitution von Bauteilen aus Aluminium und Schmiedeteilen aus Stahl. Die außergewöhnlichen Eigenschaften sind auf das ausferritische Grundgefüge, bestehend aus nadeligem Ferrit und stabilisiertem, hochkohlenstoffhaltigem Austenit, zurückzuführen. Allerdings sind ADI-Werkstoffe durch eine äußerst anspruchsvolle Zerspanbarkeit gekennzeichnet und werden deshalb zu den schwer zerspanbaren Werkstoffen gezählt.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden aufbauend auf der umfassenden Analyse der Zerspanbarkeit von ADI-Werkstoffen Möglichkeiten einer werkstoffseitigen Verbesserung der spanenden Bearbeitung untersucht. Lösungen wurden in einer angepassten chemischen Zusammensetzung und einer optimalen Ausferritisierungsdauer identifiziert. Durch eine detaillierte Beschreibung des Einflusses der Gusshautbearbeitung wurden Störgrößen auf den Drehprozess analysiert, die für unvorhersehbaren Werkzeugbruch verantwortlich gemacht werden können. Die grundlegende Zerspanbarkeit von ADI, allem voran die charakteristische diskontinuierliche Spanbildung, lässt sich durch werkstoffseitige Maßnahmen nicht beeinflussen. Die überproportionale Aufhärtung des austenitisch-ferritischen Grundgefüges bei der Bearbeitung wurde als entscheidender Mechanismus erkannt, der zu extremen maximalen Schnittkräften und Schneidkantenbelastungen führt. Durch eine gezielte Analyse der die Spansegmentbildung beeinflussenden Faktoren wurden werkzeug- und prozessseitige Einflussgrößen auf die Außenlängsschruppdrehbearbeitung identifiziert. Die Anwendung der gewonnenen Erkenntnisse ermöglichte die Entwicklung optimierte Schneidteilgeometrien für die Drehschruppbearbeitung. Als Hilfsmittel zur Werkzeug- und Prozessanalyse wurde eine 3D FEM-Simulation des Außenlängsdrehprozesses verwendet. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen konnten Schneidteilgeometrien entwickelt werden, die den besonderen Anforderungen der ADI-Schruppdrehbearbeitung besser standhalten können als konventionelle Werkzeuge.