Smalley Werkstoff- Führer

Die Wahl des richtigen Materials ist immer abhängig von den Umgebungsbedingungen in der Anwendung. TFC bietet daher verschiedene Materialgüten bei den Smalley®-Flachdraht-Wellenfedern und -Sicherungsringen an, die entweder standardmässig oder als Sonderteil erhältlich sind.

Die Spezifizierung des richtigen Materials kann von Anfang an Zusatzkosten und vorzeitige Ausfälle der Anwendung verhindern. Der wärmebehandelte Federstahl bildet dabei den Einstieg und ist die am meisten verwendete Materialgüte. Rostfreie Stähle bieten dagegen einen effektiven Korrosionsschutz und weisen höhere zulässige Betriebstemperaturen auf. Nachfolgend finden Sie sämtliche verfügbaren Materialgüten, dessen Eigenschaften beschrieben werden. Wenn Sie irgendwelche Fragen haben oder weitere Informationen benötigen, zögern Sie bitte nicht, sich mit unseren Ingenieuren in Verbindung zu setzen.

VERGÜTET IM ÖLBAD SAE 1070 - 1090

Der vergütete Federstahl ist standardmässig für alle Smalley®- Wellenfedern und Sicherungsringe erhältlich. Zugfestigkeit und Scherfestigkeit wurden infolge der Wärmebehandlung im Ölbad durch eine Optimierung des Martensitgefüges maximiert.

KALTGE ZOGEN SAE 1060 - 1075

Kaltgezogener Federstahl ist standardmäßig für alle Smalley®-Schnappringe erhältlich. Die maximale Zug- und Scherfestigkeit erreicht diese Güte durch den Prozess des Kaltziehens.

Federstahl wird am besten dort eingesetzt, wo kein Kontakt mit korrosiven Medien möglich ist oder dieser durch einem Schmierfilm (Öl etc.) vor der umgebenden Atmosphäre geschützt wird. Durch zusätzliche Oberflächenbehandlungen kann zudem ein wirksamer Korrosionsschutz hergestellt werden.

Smalley®-Wellenfedern und Sicherungsringe aus Federstahl werden standardmäßig mit einem Ölfilm versehen, um Korrosion während der Lagerung und des Transportes zu vermeiden.

Federstahl ist hochmagnetisch.

AISI 302 EDELSTAHL, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 1.4319

AMS-5866

Der AISI 302 Edelstahl ist standardmäßig für alle spiralen Sicherungsringe erhältlich. Diese Materialgüte ist aufgrund der guten Korrosionsbeständigkeit und der guten physikalischen Eigenschaften der am meisten verwendete Edelstahl bei den Smalley®- Sicherungsringen. Die Federeigenschaften werden durch die Kaltumformung im Circular-Grain®-Verfahren beibehalten. Dadurch weist dieser Edelstahl einen geringen Restmagnetismus auf. Er ist durch eine Wärmebehandlung nicht aufzuhärten.

AISI 316 EDELSTAHL, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 1.4401

ASTM A313 (Verweis nur für die chemische Zusammensetzung)

Im Bezug auf die physikalischen Eigenschaften und die Temperaturbeständigkeit ist diese Edelstahlgüte fast identisch mit dem AISI 302 Edelstahl und ebenfalls standardmäßig für fast alle Smalley®-Sicherungsringe erhältlich. Aufgrund des Legierungsbestandteils Molybdän weist er jedoch eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf. Aus diesem Grund findet er vorwiegend seinen Einsatz in der Lebensmittelindustrie und Anwendungen, die mit Seewasser in Kontakt kommen. Der Restmagnetismus ist geringer gegenüber dem AISI 302 Edelstahl, steigt jedoch mit jeder Kaltumformung an. Auch diese Edelstahlgüte kann nicht durch eine Wärmebehandlung aufgehärtet werden.

17-7 PH/C Condition CH900 EDELSTAHL, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 1.4568

AMS-5529

Im Vergleich zum AISI 302 weist dieser Edelstahl die gleiche Korrosionsbeständigkeit auf und wird standardmässig bei allen Smalley®-Wellenfedern angeboten. Seine Federeigenschaften entsprechen denen des Federstahls und werden durch spezielle Wärmebehandlungen generiert. Im Bezug auf den Magnetismus entspricht der 17-7 PH/C Condition CH900 Edelstahl dem wärmebehandelten Federstahl nach SAE 1070 - 1090. In speziellen Sicherungsring-Anwendungen gewährleistet er höchste Lastaufnahmen.

A286, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 1.4980

AMS-5810

Diese Legierung besitzt ähnliche Eigenschaften wie der Inconel X-750. Durch eine spezielle Wärmebehandlung bleiben sämtliche Federeigenschaften erhalten. Die Wärmebehandlung des A286 entspricht den Inconelgüten. Diese Güte besitzt keinen Restmagnetismus.

INCONEL X-750*, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 2.4669

Diese Legierung mit einem großen Nickel- und Chromanteil wird meistens in hochkorrosiven Medien und Anwendungen mit sehr hohen Temperaturen verwendet. Die allgemeinen Eigenschaften des Inconel werden nachfolgend beschrieben.

AMS-5699 ( gemäss NACE-Standard MR-01-75 )

Seine Federeigenschaften erreicht der Inconel X-750 durch eine spezielle Wärmebehandlung. Die ?National Association of Corrosion Engineers? (NACE) spezifiziert diese Güte gemäß MR-0175 (RC = 50 max.) für spirale Sicherungsringe und Wellenfedern.

AMS-5699 ?RC=35 max.? ( gemäss NACE-Standard MR-01-75 )

Benötigt eine längere Wärmebehandlung und weist eine geringere Zugfestigkeit als die o.g. Güte auf.

AMS-5698

Diese Güte wird vorwiegend für Sicherungsringe bei hochkorrosiven Medien eingesetzt und weist eine sehr gute Hitzeresistenz auf.

Sämtliche Inconel-Güten sind nicht-magnetisch und werden entweder in unkontrollierter Atmosphäre oder im Vakuumofen gehärtet. Aufgrund eines Oxidationsprozesses können bei der Wärmebehandlung in unkontrollierter Atmosphäre schwarze Zunderrückstände auf der Materialoberfläche sein. Die Wärmebehandlung im Vakuumofen vermeidet diese Rückstände.

MONEL K-500*, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 2.4375

Diese Nickel-Kupfer-Legierung ist durch Zugabe von Aluminium und Titan ausscheidungshärtbar. Sie besitzt die Korrosionsbeständigkeit von Monel 400, hat jedoch den Vorzug zusätzlicher Festigkeit und Härte (als Resultat der Aushärtungsfähigkeit).

NIMONIC 90*, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 2.4969

AMS-5829

Eine ausscheidungshärtbare Nickel-Chrom-Kobalt-Legierung, mit hoher Zeitstandfestigkeit und hohem Kriechwiderstand bei hohen Temperaturen. Eine häufig eingesetzte und gut bewährte Legierung für Hochtemperaturanwendungen. Zu den Einsatzfeldern zählen die Luft- und Raumfahrt, Hochtemperaturfedern und unterschiedliche Anwendungen in der Verarbeitungsindustrie unter Wärmeeinfluss.

ELGILOY*, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 2.4711

AMS-58761 (gemäß NACE-Standard MR-01-75)

Elgiloy ist bekannt für die sehr gute Korrosionsbeständigkeit, keinen Magnetismus und die hohe Temperaturresistenz. Diese relativ neue Güte ist ab sofort bei TFC verfügbar und wird vorwiegend in Anwendungen der Erdölindustrie verwendet. Diese bestätigt eine höhere Zuverlässigkeit gegenüber anderen NACE-Materialien, die ebenfalls dem hochkorrosiven Schwefelwasserstoff widerstehen. Gegenüber einer 17-7 PH/C Edelstahlgüte gewährleistet Elgiloy eine um 600 % bessere Haltekraft bei 343°C und eine um 100 % bessere Lebenszeit bei dynamischen Anwendungen im Vergleich zum vergüteten Standard-Federstahl.

HASTELOY YC276, äquivalent zu DIN 17007, Werkstoff-Nr. 2.4819

ASTM B574 (Verweis nur für die chemische Zusammensetzung)

Diese Nickel-Molybdän-Chrom-Legierung besitzt sehr hohe Korrosionsbeständigkeit und ist besonders widerstandsfähig gegen Lochfraß und Spaltkorrosion. Der Einsatz erfolgt in der chemischen Verarbeitungsindustrie, der Abfallbeseitigung und der Papierindustrie.

OBERFLÄCHEN

Die Oberfläche eines Bauteils kann eine wichtige Rolle beim Widerstand gegen korrosive Umgebungen spielen. Zudem sind speziell bearbeitete Oberflächen in manchen Anwendungen für die Ästhetik sehr von Bedeutung. Nachfolgend finden Sie eine Auswahl von Oberflächenbehandlungen, die TFC im Programm hat. Sollten Sie hier keine passende Bearbeitung finden, setzen Sie sich mit uns in Verbindung.

GESCHWÄRZT (?Black Oxyd?) gemäß MIL-DTL-13924, Klasse 1

Mit Hilfe eines Oxidationsprozesses wird eine sehr dünne, schwarze Oberfläche erzeugt. Es wird eher zur kosmetischen Farbgebung herangezogen als für die Korrosionsbeständigkeit.

KADMIEREN

Kadmieren gemäß AMS-QQ-P-416, Klasse 2, Typ I

Kadmieren / Chromatieren gemäß AMS-QQ-P-416, Klasse 2, Typ II

Kadmieren wird als galvanischer Überzug bei Federstahl verwendet, um den Korrosionswiderstand zu vergrößern. Der Prozess des Kadmierens, der für spirale Sicherungsringe angewandt wird, ist kostspielig und birgt die Gefahr der Wasserstoff-Versprödung. TFC empfiehlt daher den rostfreien Stahl gegenüber dem Kadmieren vorzuziehen.

GEÖLT

Standardmäßig werden alle Produkte aus Federstahl nach SAE 1070 ? 1090 mit einer geölten Oberfläche ausgeliefert. Das Öl bildet einen Schutzfilm, der während der Lagerung und des Transportes als temporärer Korrosionsschutz dienen soll. Der Ölfilm ist kein dauerhafter Schutz gegen Korrosion.

PASSIVIEREN

gemäß AMS 2700, Methode 1, Typ 2, Klasse 3

Passivierung ist ein fakultativer Reinigungsvorgang für rostfreien Stahl. Es stellt eine helle Oberfläche und einen verbesserten Korrosionswiderstand zur Verfügung. Passivierung löst Eisenpartikel und andere Substanzen auf, die in der Oberfläche des rostfreien Stahls während der Fertigung eingebettet geworden sind. Werden die Partikel und Substanzen nicht aufgelöst, können Rost, Verfärbungen der Oberfläche oder Lochfraß die Folge sein. Normalerweise verhindert eine dünne, unsichtbare Oxidschicht, die die Oberfläche des Flachdrahtproduktes bedeckt, des rostfreien Stahls weiteres Oxidieren. Das Entfernen von Verunreinigungen verhindert kleinste Risse in der Oxidschicht, so dass ein optimaler Korrosionswiderstand bestehen bleibt.

ZINK-PHOSPHATIEREN

gemäß MIL-DTL-16232, Typ Z, Klasse 2

Diese Oberfläche wird manchmal auch als ?Parkerizing? bezeichnet und weist eine grau-schwarze Farbgebung auf. Der Korrosionswiderstand ist besser im Vergleich zum Oxidieren, jedoch schlechter im Vergleich zum Kadmieren oder rostfreien Stahl. Der Prozess des Zink-Phosphatierens kann nicht bei rostfreiem Stahl angewandt werden.

ENTFETTEN / ULTRASCHALLREINIGEN

Standardmäßig werden alle rostfreien Stahle entfettet und ultraschallgereinigt. Der Prozess entfernt Öl und andere organische Zusammensetzungen von der Materialoberfläche durch Verwendung eines chlorhaltigen Lösungsmittels. Das Lösungsmittel entfernt effektiv Öl und Fett von der Oberfläche des Sicherungsrings oder der Wellenfeder. Der Einsatz von Ultraschall ist notwendig, um auch zwischen den Windungen des Sicherungsringes oder der Wellenfeder eine optimale Reinigungswirkung zu haben.

MASCHINELLES ENTGRATEN / HANDENTGRATEN

Obwohl alle umfangsbezogenen Kanten des Flachdrahts gratfrei und abgerundet sind, weisen die Kanten der Flachdrahtenden aufgrund des Abschneidprozesses immer scharfe Ecken auf. Mit Hilfe einer Vibrationsschleifmaschine oder von Hand können diese scharfen Kanten gebrochen werden, um eine komplett glatte und gratfreie Oberfläche zu erreichen.

ELEKTROPOLIEREN

Durch das Elektropolieren werden Unebenheiten auf Metalloberflächen reduziert. Das Verfahren ist ein umgekehrter galvanischer Prozess. Das zu polierende Werkstück ist als Anode (+) geschaltet. An Unebenheiten auf der Oberfläche löst sich das Metall aufgrund von Spannungsspitzen bevorzugt auf. Als Elektrolyte werden starke Säuren verwendet. Durch das Elektropolieren können Oberflächenrauigkeiten von unter 0,4 ?m erzielt werden. Dadurch eignet sich Elektropolieren beispielsweise ausgezeichnet als Vorbereitung für eine Sterilisation oder für Vakuumgeräte, wo ebene Oberflächen verlangt werden, an denen sich dann keine Bakterien oder Gasverunreinigungen festsetzen können. Elektropolieren kann für die meisten Metalle eingesetzt werden. Besonders gut eignen sich beispielsweise rostfreie Stähle, während Werkstücke mit Porosität oder Verunreinigungen von anderen Elementen aufgrund ihrer Inhomogenität schlechter für das Elektropolieren geeignet sind.

SPEZIFIZIERUNG DER HERSTELLUNG

Zwar gibt es die unterschiedlichsten Regularien über die Spezifizierung von Flachstahlprodukten, jedoch beinhalten die Wenigsten Informationen über Flachdrähte. Aus diesem Grund werden die Smalley®-Flachdrahtprodukte nach eigenen Spezifizierungen gefertigt. Zur Überprüfung der Zugfestigkeit, der Oberflächen-Kontur, des Materialquerschnitts und der chemischen Zusammensetzung wurden eigene Verfahren entwickelt, die dokumentiert vorliegen.

MATERIALTESTVERFAHREN

Um die Federeigenschaften und Härte des Flachdrahtes zu überprüfen, ist die Zugprobe die bevorzugte Testmethode. Denn der Flachdraht weist an verschiedenen Einrückungspunkten unterschiedliche Härten auf, weil im Kaltwalzprozess die oberen und unteren Flächen (?A?) höherem Walzdruck ausgeliefert sind als die runden Randgebiete (?B?). Zugproben sind daher geeigneter, den kompletten Querschnitt und nicht einen einzigen Oberflächenpunkt zu bewerten.