Leitfaden zur Materialauswahl

Die Auswahl des richtigen Materials für eine Anwendung erfordert allgemeine Kenntnisse darüber, was für unsere Flachdrahtprodukte zur Verfügung steht, und hängt von der Umgebung ab, in der der Feder-/Haltering verwendet werden soll.

Die Angabe des richtigen Materials kann zusätzliche Kosten und Betriebsausfälle verhindern. Kohlenstoffstahl ist das am häufigsten spezifizierte Material. Rostfreie Stähle sind zwar teurer als Kohlenstoffstahl, bieten jedoch eine weit überlegene Korrosionsbeständigkeit und haben höhere Betriebstemperaturgrenzen. Nachfolgend finden Sie eine Auswahl an verfügbaren Materialien und deren Eigenschaften. Wenn Sie Fragen haben oder Hilfe benötigen, zögern Sie bitte nicht, unsere Ingenieure unter +44 (0)1435 866011 oder design@tfc.eu.com zu kontaktieren.

ÖLTEMPERIERT

SAE 1070-1090 Vergüteter Federstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt ist ein Standardmaterial für Spiralsicherungsringe und Wellenfedern. Zugfestigkeit und Streckgrenze werden durch die ölangelassene martensitische Struktur maximiert.

HART GEZOGEN

SAE 1060-1075 Kaltgezogener Federstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt ist ein Standardmaterial für Sprengringe. Hartgezogener Kohlenstoffstahl hat keinen Zunder, da er seine Festigkeit durch den Ziehprozess erhält.

In beiden Härtegraden eignet sich Kohlenstoffstahl am besten für Anwendungen mit geschützter Umgebung, da er korrodiert, wenn er nicht geschmiert oder atmosphärisch abgedichtet ist. Zusätzlicher Korrosionsschutz kann durch spezielle Oberflächenbehandlungen hinzugefügt werden. Ringe und Federn werden normalerweise mit einer Öltauchlackierung geliefert, die Schutz während des Transports und für die Regallagerung bietet. Kohlenstoffstahl ist hochmagnetisch.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 121°C / 250°F

Farbe: verschiedene, darunter blau, schwarz und grau.

302 EDELSTAHL AMS-5866302 ist der Standard-Edelstahl für Spiralsicherungsringe. Dieses weit verbreitete Material wird aufgrund seiner Kombination aus Korrosionsbeständigkeit und physikalischen Eigenschaften spezifiziert. 302 erhält seinen Federhärtezustand durch Kaltverformung. Obwohl es als nicht magnetischer Edelstahl kategorisiert ist, wird 302 durch Kaltumformung leicht magnetisch. Es ist nicht durch Wärmebehandlung härtbar.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 204°C / 400°F

Farbe: silbergrau.

316 EDELSTAHL TM A313 (nur für chemische Zusammensetzung angegeben). Nahezu identisch in physikalischen Eigenschaften und Hitzebeständigkeit wie 302, 316 bietet zusätzliche Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen Lochfraß, aufgrund seines chemischen Gehalts an Molybdän. 316 wird im Allgemeinen in Lebensmittel-, Chemie- und Meerwasseranwendungen verwendet. 316 weist weniger Magnetismus auf als 302. Wie bei 302 nimmt der Magnetismus jedoch zu, wenn der Draht kaltumgeformt wird. Diese rostfreie Sorte ist auch nicht durch Wärmebehandlung härtbar.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 204°C / 400°F

Farbe: silbergrau.

17-7 Ph/C EDELSTAHL, ZUSTAND Ch900

AMS-5529

Diese Legierung mit ähnlicher Korrosionsbeständigkeit wie Typ 302 wird fast ausschließlich für Wellenfedern verwendet, bietet jedoch sowohl hohe Zug- als auch Streckgrenzen für spezielle Ringanwendungen. Bei Ermüdungs- und Hochspannungsanwendungen übertrifft 17-7 selbst die feinste Kohlenstoffstahlsorte. Federeigenschaften werden durch Ausscheidungshärtung von Zustand C auf Zustand CH-900 erreicht. 17-7 PH C/CH-900 weist einen ähnlichen Magnetismus wie Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt auf.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 343°C / 650°F

Farbe: Nach der Ausscheidungshärtung hat 17-7 als Ergebnis der Wärmebehandlung im Freien eine blaue, braune oder silberne Farbe, obwohl die Passivierung eine glänzende Oberfläche ergibt.

INCONEL X-750*

Diese Nickel-Chrom-Legierung wird am häufigsten in Hochtemperatur- und korrosiven Umgebungen verwendet. Nachfolgend werden zwei allgemein spezifizierte Härtegrade von Inconel beschrieben.

FEDERTEMPERATUR

AMS-5699 – entspricht dem NACE-Standard MR-01-75

Am häufigsten wird Inconel X-750 durch Ausscheidungswärme auf einen Frühlingszustand gebracht. Die National Association of Corrosion Engineers (NACE) genehmigt diesen Härtegrad gemäß Spezifikation MR-0175 (Rc50 maximal) für Spiralsicherungsringe und Wellenfedern.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 371°C / 700°F

NR.1 TEMPER, „Rc35 MAX“

AMS-56991 – entspricht dem NACE-Standard MR-01-75

Erfordert eine längere Wärmebehandlung als Federhärten und hat eine geringere Zugfestigkeit.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 371°C / 700°F

NR.1 TEMPER, AMS-5698

Dieses Material wird typischerweise für Sicherungsringe verwendet, die Korrosions- und Hitzebeständigkeit erfordern.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 538°C / 1000°F

Sowohl Federtemperierung als auch Temperierung Nr. 1 weisen keinen Magnetismus auf und können entweder in einem offenen oder atmosphärengesteuerten Ofen wärmebehandelt werden. Eine Wärmebehandlung im Freien kann Oxidation hervorrufen, was oft zu einem leichten schwarzen Rückstand führt. Eine atmosphärenkontrollierte Umgebung eliminiert Oxidation und produziert eine Komponente ohne Rückstände.

Farbe: blau/silbergrau

A286 LEGIERUNG

AMS-5810

Diese Legierung weist ähnliche Eigenschaften wie Inconel X-750 auf. Sein Federhärtezustand wird durch Ausscheidungshärtung erreicht. A286 kann ähnlich wie federgehärtetes und gehärtetes Inconel Nr. 1 wärmebehandelt werden. Dieses Material weist keinen Magnetismus auf.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 538°C / 1000°F

Farbe: blau/silbergrau.

ELGILOY*

AMS-58761 – entspricht dem NACE-Standard MR-01-75.

Dieses relativ neue Federmaterial, das für seine hervorragende Beständigkeit gegen korrosive Umgebungen, keinen Magnetismus und die Verwendung bei erhöhten Temperaturen bekannt ist, ist jetzt bei TFC erhältlich. Elgiloy wird häufig in Anwendungen der Ölindustrie verwendet und zeigt eine verbesserte Zuverlässigkeit gegenüber anderen NACE-zugelassenen Materialien, indem es Sulfid-Spannungsrissen widersteht. Darüber hinaus soll Elgiloy „über 600 % besser als 17-7 PH in der Lastbeständigkeit bei 343 °C und über 100 % mehr Zyklen (in der Ermüdungsbeständigkeit) als Kohlenstoffstahl ohne Bruch liefern“.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 427°C / 800°F

Farbe: Blaubraune Farbe als Ergebnis der Wärmebehandlung.

BERYLLIUMKUPFERLEGIERUNG #25

TEMPER TH02 – ASTM b197

Diese Legierung wird normalerweise in einem harten Zustand spezifiziert und erzeugt aufgrund einer Kombination aus niedrigem Elastizitätsmodul und hoher Zugfestigkeit hervorragende Federeigenschaften. Die Legierung erhält ihre physikalischen Eigenschaften durch Ausscheidungshärtung. Im Gegensatz zu anderen Kupferlegierungen hat Berylliumkupfer die höchste Festigkeit und bietet eine bemerkenswerte Beständigkeit gegen den Verlust physikalischer Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen. Berylliumkupfer ist nicht magnetisch. Seine elektrische Leitfähigkeit ist etwa 2-4 mal so groß wie bei Phosphorbronze.

Maximal empfohlene Betriebstemperatur: 204°C / 400°F

PHOSPHORBRONZE, KLASSE A

Phosphorbronze bietet gute Federeigenschaften, gute elektrische Leitfähigkeit und liegt in der Leistung eine Stufe unter Berylliumkupfer. Es wird in einem Federhärtezustand gekauft, um die Federeigenschaften zu maximieren. Phosphorbronze ist nur durch Kaltverformung härtbar. Dieses Material ist auch nicht magnetisch.

Die Oberflächenbeschaffenheit eines Teils kann auch eine wichtige Rolle bei seiner Beständigkeit gegen korrosive Umgebungen spielen. Oberflächen sind auch sehr beliebt, um ein ästhetisch ansprechendes Produkt zu schaffen. Nachfolgend finden Sie eine Auswahl unserer Standardoberflächen. Sollte eine davon nicht Ihren Anforderungen entsprechen, kontaktieren Sie uns bitte unter +44 (0)1435 866011 oder Design@tfc.eu.com.

SCHWARZES OXID

MIL-DTL-13924, Klasse 1

Dieses Finish bietet ein flaches schwarzes Finish. Schwarzoxid dient eher dem kosmetischen Erscheinungsbild als der Korrosionsbeständigkeit.

CADMIUM-BESCHICHTUNG

Kadmiumplatte, AMS-QQ-P-416, Klasse 2, Typ I Kadmiumplatte mit Chromatbad, AMS-QQ-P-416, Klasse 2, Typ II

Cadmiumbeschichtung wird auf Kohlenstoffstahl verwendet, um die Korrosionsbeständigkeit des Produkts zu erhöhen. Der Prozess der Cadmiumbeschichtung von Spiralhalteringen ist kostspielig und setzt den Ring der Möglichkeit einer Wasserstoffversprödung aus. TFC bietet Edelstahl als bevorzugte Option gegenüber Cadmium an.

ÖL DIP

Dies ist die Standardausführung für alle aus Kohlenstoffstahl hergestellten Produkte. Das Öl bietet Korrosionsbeständigkeit beim Transport und bei normaler Lagerung. Die Öltauchlackierung sollte nicht als dauerhafte Lackierung angesehen werden.

PASSIVIERUNG

AMS 2700, Methode 1, Typ 2, Klasse 3 + AMS-QQ-P-35 Typ II

Die Passivierung ist ein optionaler Reinigungsvorgang für Edelstahl. Es bietet eine glänzende Oberfläche und eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit. Die Passivierung löst Eisenpartikel und andere Substanzen, die sich während der Produktion in die Oberfläche von Edelstahl eingelagert haben. Wenn sie nicht aufgelöst werden, könnten diese Fremdpartikel Rost, Verfärbung oder sogar Lochfraß fördern. Theoretisch beruht die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl auf dem dünnen, unsichtbaren Oxidfilm, der die Oberfläche des Rings vollständig bedeckt und eine weitere Oxidation verhindert. Das Entfernen der Verunreinigungen verhindert Brüche im Oxidfilm für optimale Korrosionsbeständigkeit.

ZINKPHOSPHAT

MIL-DTL-16232, Typ Z, Klasse 2

Dieses Finish wird manchmal als „Parkerisieren“ bezeichnet und hat eine grau-schwarze Farbe. Die Korrosionsbeständigkeit von Phosphat ist der von Schwarzoxid überlegen, aber der Kadmiumbeschichtung oder Edelstahl unterlegen. Phosphat kann nicht auf Edelstahl aufgetragen werden.

DAMPFENTFETTUNG / ULTRASCHALLREINIGUNG

Dies ist die Standardreinigung und -veredelung für alle Edelstähle. Das Verfahren entfernt Öl und andere organische Verbindungen von der Materialoberfläche durch Verwendung eines chlorierten Lösungsmittels. Das Lösungsmittel entfernt effektiv Öl und Fett von den exponierten Oberflächen des Rings oder der Feder. Ultraschall wird verwendet, um das Lösungsmittel zu zwingen, zwischen den Windungen des Rings zu wirken.

VIBRATORENTGRAT / HANDENTGRAT

Obwohl alle Umfangsflächen und Kanten von Sicherungsringen glatt sind, sind an den Spaltenden aufgrund des Trennvorgangs immer scharfe Ecken vorhanden. Um die scharfen Ecken zu brechen und eine glatte/glatte Oberfläche zu erzielen, können die Ringe entweder vibriert oder von Hand entgratet werden, um Ihre Spezifikationen zu erfüllen.

HERSTELLUNGSSPEZIFIKATIONEN

Regulierungsbehörden haben mehrere Spezifikationen für Blech- und Bandmaterialien erstellt, aber nur wenige wurden für Flachdraht veröffentlicht. Smalley beschafft sein Material nach intern erstellten Spezifikationen. Neben der Kontrolle der Zugfestigkeit wurden strenge Inspektionsverfahren eingeführt, um die Kantenkontur, physikalische Mängel, Wölbung, Querschnitt und chemische Zusammensetzung zu überprüfen.

MATERIALPRÜFUNG – HÖCHSTE ZUGFESTIGKEIT

Um die Federeigenschaften von Draht zu überprüfen, ist die Zugfestigkeit die bevorzugte Prüfmethode gegenüber der Härte, da federgehärteter Flachdraht an verschiedenen Eindrückpunkten unterschiedliche Härten entwickelt. Als Ergebnis des Kaltwalzens werden die oberen und unteren Oberflächen („A“) härter, da sie stärker bearbeitet werden als die runden Kantenbereiche („B“). Zugversuche sind konsistenter, da sie den gesamten Querschnitt bewerten, nicht einen einzelnen Punkt wie bei einem Härtetest.

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