Materialien

Materialien: Standardlegierungen

MATERIALARTEN

Die Auswahl des richtigen Materials für eine Anwendung erfordert allgemeine Kenntnisse darüber, welche Arten von Flachdraht-Produkten bei Smalley erhältlich sind. Durch die Spezifizierung des richtigen Materials werden Zusatzkosten und ein Ausfall während des Betriebs verhindert. Kohlenstoffstahl ist das am häufigsten spezifizierte Material. Edelstahl, der wesentlich teurer ist als Kohlenstoffstahl, bietet einen hervorragenden Schutz vor Korrosion und eine höhere Temperaturbeständigkeit.

Smalley Wellenfedern und Spirolox Sicherungsringe sind ab Lager aus Kohlenstoff- und Edelstahl erhältlich. Wellenfedern sind ab Lager aus Kohlenstoffstahl und 17-7 PH Edelstahl erhältlich. Spirolox Sicherungsringe werden aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl 1.4319 und 1.4401 ab Lager geliefert. Weitere Legierungen (Link zur Seite für Spezialmaterialien) und Oberflächenbehandlungen (Link zur Seite für Oberflächenbehandlungen) sind ab Lager für die Fertigung verfügbar.

KOHLENSTOFFSTAHL

VERGÜTET IM ÖLBAD

Der nach SAE 1070-1090 vergüteter Federstahl ist standardmäßig für alle spiralförmigen Sicherungsringe und Wellenfedern erhältlich. Zugfestigkeit und Streckgrenze wurden infolge der Wärmebehandlung im Ölbad durch eine Optimierung des Martensitgefüges maximiert.

KALTGEZOGEN

Der nach SAE 1060-1075 vergüteter Federstahl ist standardmäßig für alle spiralförmigen Sicherungsringe und Wellenfedern erhältlich. Die maximale Zug- und Scherfestigkeit erreicht diese Güte durch den Prozess des Kaltziehens.

Federstahl wird am besten dort eingesetzt, wo kein Kontakt mit ätzenden Medien möglich ist oder dieser durch einen Schmierfilm vor der umgebenen Atmosphäre geschützt wird. Durch zusätzliche Oberflächenbehandlungen kann zudem ein wirksamer Korrosionsschutz hergestellt werden. Ringe und Federn werden in der Regel mit einem Öl-Finish für den Transportschutz und für Regalaufbewahrung empfohlen.

• Federstahl ist sehr magnetisch und kann unterschiedliche Farben aufweisen, unter anderem blau, schwarz und grau.

EDELSTAHL

302 EDELSTAHL

302 ist der Standard-Edelstahl für alle spiralförmigen Sicherungsringe. Diese Materialgüte ist aufgrund der guten Korrosionsbeständigkeit und der guten physikalischen Eigenschaften der am meisten verwendete Edelstahl. 302 erhält seinen Federhärte-Zustand durch Kaltverformung. Obwohl er als nichtmagnetisch kategorisiert ist, weist dieser Edelstahl infolge der Kaltbearbeitung einen geringen Restmagnetismus auf. Er ist durch eine Wärmebehandlung nicht aufzuhärten.

• 302 hat eine silbergraue Farbe.

316 EDELSTAHL

302 ist im Bezug auf die physikalischen Eigenschaften und die Temperaturbeständigkeit nahezu identisch mit dem 316. Aufgrund des Legierungsbestandteils Molybdän weist er jedoch eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf. Aus diesem Grund findet er vorwiegend seinen Einsatz in Lebensmittel-, Chemie-und Meerwasser-Anwendungen. Der Restmagnetismus ist geringer gegenüber dem 302. Er steigt jedoch wie beim 302 mit jeder Kaltumformung an. Auch diese Edelstahlgüte kann nicht durch eine Wärmebehandlung aufgehärtet werden.

• 316 hat eine silbergraue Farbe.

Erfahren Sie hier mehr über Sicherungsringe aus Edelstahl. 

17-7 PH CONDITION EDELSTAHL

Weist eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit auf wie 1.4319. Diese Legierung wird fast ausschließlich für Wellenfedern verwendet, sie bietet jedoch eine hohe Zugfestigkeit und Streckgrenze für spezielle Ringanwendungen. Bei ermüdungskritischen Anwendungen und Anwendungen mit einer hohen Belastung überragt 17-7 die höchste Güte von Kohlenstoffstahl.

Diese Legierung erhält ihre Federeigenschaften durch Ausscheidungsglühen von Condition C zu Condition CH900. Dadurch kann das Material bei Temperaturen von 343 °C (650 °F) eingesetzt werden, ohne seine Federeigenschaften zu verlieren. Im Bezug auf den Magnetismus entspricht der 17-7 PH Condition CH900 dem wärmebehandelten Federstahl.

• Nach dem Ausscheidungsglühen hat der 17-7 aufgrund der Wärmebehandlung in normaler Luft eine blaue, braune oder silberne Farbe; unter einer kontrollierten Atmosphäre ist die Farbe heller.

Materialien: Speziallegierungen

MATERIALARTEN

Zusätzlich zu Kohlenstoff- und Edelstahl bietet Smalley eine Vielzahl von Spezialmaterialien, um auch die speziellsten Anforderungen erfüllen zu können. Das Kantenwindungsverfahren von Smalley erlaubt uns, andere Spezialmaterialien zu winden, die nicht unten aufgeführt sind. Einige Beispiele sind Hastelloy*, Waspaloy*, Titan und mehr. Bei Fragen zu einer spezifischen Materialanforderung wenden Sie sich bitte an die Entwicklungsabteilung von Smalley, um das beste Material für Ihre Anwendung zu erhalten.

Die folgenden Materialien sind ab Lager für die Fertigung verfügbar.

SUPERLEGIERUNGEN

INCONEL X-750*

Diese Nickel-Chrom-Legierung wird am häufigsten bei hohen Temperaturen und in ätzenden Umgebungen eingesetzt. Nachstehend sind zwei allgemein spezifizierte Temper von Inconel beschrieben.

Am häufigsten wird Inconel X-750 ausscheidungsgeglüht, um eine Federhärtung zu erhalten. In diesem Zustand hat es einen Temperaturwiderstand von bis zu 371 °C (700 °F). Die National Association of Corrosion Engineers (NACE) genehmigt diese harte Temper für MR-01-75 (RC50 maximal) für spiralförmige Sicherungsringe und Wellen-/Druckfedern.

Temper Nr. 1, das eine längere Wärmebehandlung als Feder-Temper benötigt, besitzt eine geringere Zugfestigkeit, bietet aber einen Temperaturwiderstand von bis zu 537 °C (1000 °F).

Sowohl der Feder-Temper als auch der Temper Nr. 1 kann entweder in normaler Luft oder unter einer kontrollierten Atmosphäre im Ofen wärmebehandelt werden. Eine Wärmebehandlung in normaler Luft kann zu einer Oxidation führen, was einen schwarzen Rückstand hinterlässt. Eine Wärmebehandlung unter einer kontrollierten Atmosphäre eliminiert Oxidation und hinterlässt keine Rückstände.

• Aus dieser Güte Inconel gefertigte Ringe und Federn haben eine blaue/silbergraue Farbe und sind nicht magnetisch.

A286-LEGIERUNG

Bei Anwendungen bis zu 537 °C (1000 °F) zeigt diese Legierung ähnliche Eigenschaften wie Inconel X-750. Es wird ausscheidungsgeglüht, um eine Federhärtung zu erhalten. A286 kann ähnlich wie Feder-Temper und Temper Nr. 1 Inconel wärmebehandelt werden.

• Dieses Material ist nicht magnetisch und hat eine blaue/silbergraue Farbe.

ELGILOY*

Bekannt für seine hervorragende Widerstandsfähigkeit in ätzenden Umgebungen, ist dieses relativ neue Federmaterial nun von Smalley erhältlich. Das häufig für Anwendungen der Ölindustrie verwendete Elgiloy hat gegenüber anderen, von NACE genehmigten Materialien eine höhere Zuverlässigkeit, mit einer Spannungsrissbeständigkeit in schwefligen Umgebungen. Zusätzlich soll Elgiloy bei "343 °C (650 °F) eine um mehr als 600 % bessere Lasthaltefähigkeit haben als 17-7 PH, und es bietet mehr als 100 % mehr Zyklen (Widerstand gegenüber Materialermüdung) als Kohlenstoffstahl, ohne zu brechen".

• Elgiloy ist nicht magnetisch und hat aufgrund der Wärmebehandlung eine blaubraune Farbe.

KUPFER:

BERYLLIUM-KUPFER-LEGIERUNG Nr. 25

Normalerweise als harter Temper spezifiziert, besitzt diese Legierung hervorragende Federeigenschaften aufgrund der Kombination eines niedrigen Elastizitätsmoduls und einer hohen ultimativen Zugfestigkeit. Diese Legierung erhält ihre physikalischen Eigenschaften durch Ausscheidungsglühen. Gegenüber anderen Kupferlegierungen hat Berylliumkupfer die größte Zugfestigkeit und bietet eine bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Verlust der physikalischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.

• Berylliumkupfer ist nicht magnetisch. Seine elektrische Leitfähigkeit ist ca. 2- bis 4-mal so hoch wie die von Phosphorbronze

PHOSPHORBRONZE, GÜTEKLASSE A

Phosphorbronze bietet angemessene Federeigenschaften, eine angemessene elektrische Leitfähigkeit und wird bezüglich der Leistung knapp unter Berylliumkupfer eingeordnet. Es wird federgehärtet gekauft, um seine Federeigenschaften zu maximieren.

• Phosphorbronze kann nur durch Kaltverfestigung gehärtet werden. Dieses Material ist auch nicht magnetisch.

* Elgiloy ist ein eingetragenes Warenzeichen von Combined Metals of Chicago. Inconel X-750 ist ein eingetragenes Warenzeichen von Special Metals Corporation. Waspaloy ist ein eingetragenes Warenzeichen von United Technology Corp. Hastelloy ist ein eingetragenes Warenzeichen von Haynes International.

Smalley bietet unterschiedliche Materialien für spezifische Anwendungsanforderungen.

BRÜNIERT

MIL-DTL-13924, Klasse 1
Diese Oberfläche hat ein flaches schwarzes Finish. Eine Brünierung zielt eher auf eine bessere Erscheinung als auf Korrosionsbeständigkeit.

KADMIUMPLATTIERT

Kadmiumplattiert, AMS-QQ-P-416, Klasse 2, Typ I
Kadmiumplattiert mit Verchromung, AMS-QQ-P-416, Klasse 2, Typ II
Eine Kadmiumplattierung wird bei Kohlenstoffstahl zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Produkts eingesetzt. Eine Kadmiumplattierung von spiralförmigen Sicherungsringen ist kostenintensiv und kann beim Ring zu einer Wasserstoffversprödung führen. Smalley bietet Edelstahl als bevorzugte Alternative zu Kadmium an.

ÖLGETAUCHT

Dies ist die Standard-Oberflächenbehandlung für alle Produkte von Smalley aus Kohlenstoffstahl. Das Öl sorgt für Korrosionsbeständigkeit beim Transport und unter normalen Lagerungsbedingungen. Die in Öl getauchte Oberfläche sollte nicht als dauerhafte Oberflächenbehandlung angesehen werden.

PASSIVIERUNG

AMS 2700, Methode 1, Typ 2, Klasse 3
Passivierung ist ein optionales Reinigungsverfahren für Edelstahl. Sie ergibt eine helle Oberfläche und eine bessere Korrosionsbeständigkeit. Bei der Passivierung werden Eisenpartikel und andere Substanzen, die sich während der Fertigung an der Oberfläche von Edelstahl angeheftet haben, aufgelöst. Werden sie nicht aufgelöst, kann es zu Rostbildung, Verfärbung oder Grübchenbildung kommen.

In der Theorie ist die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl auf den dünnen, unsichtbaren Oxidationsfilm zurückzuführen, der die Oberfläche des Rings bedeckt und eine weitere Oxidation verhindert. Werden die Verunreinigungen entfernt, verhindert dies Durchbrüche in diesem Film und es wird die Korrosionsbeständigkeit verbessert.

DAMPFENTFETTUNG/ULTRASCHALLREINIGUNG

Dies ist die standardmäßige Reinigung und Oberflächenbehandlung für alle Edelstähle. Dabei werden Öle und andere organische Verbindungen mit einem chlorierten Lösemittel von der Oberfläche des Materials entfernt. Das Lösemittel entfernt wirksam Öl und Fett von der freiliegenden Oberfläche des Rings oder der Feder. Ultraschall sorgt dafür, dass das Lösemittel zwischen die Lagen gelangt.

VIBRATIONSENTGRATEN/MANUELLES ENTGRATEN

Obwohl alle umlaufenden Oberflächen und Kanten von Smalley Ringen glatt sind, gibt es aufgrund des Abschneidens immer scharfe Kanten an den Spaltenden. Um diese scharfen Kanten abzurunden, können die Ringe entweder per Vibrationsentgraten oder manuell entgratet werden.

ZINKPHOSPHAT

MIL-DTL-16232, Typ Z, Klasse 2
Diese Oberflächenbehandlung wird manchmal auch als "Parkerisieren" bezeichnet und erscheint als grauschwarze Verfärbung. Die Korrosionsbeständigkeit von Phosphat ist besser als die bei einer Brünierung, jedoch schlechter als bei der Kadmiumplattierung von Edelstahl. Phosphat kann nicht auf Edelstahl aufgebracht werden.