Eine Einführung in die Festigkeit wärmebehandelter Verbindungsrohstoffe

Bei der Auswahl von Verbindungselementen aus Kohlenstoffstahl bestimmt die Qualität des Rohmaterials direkt die mechanische Festigkeit der Schrauben nach der Wärmebehandlung. Unterschiedliche Drahtmaterialien werden Wärmebehandlungsprozessen wie Abschrecken und Anlassen unterzogen, was zu erheblichen Unterschieden bei den erzielbaren Leistungsstandards führt. Dies ist eine wichtige Referenz für die Auswahl von Verbindungselementen und die kundenspezifische Fertigung.Jiaxing Aoke ist seit vielen Jahren auf die Herstellung von Verbindungselementen spezialisiert. Mithilfe unserer ausgereiften Produktionslinien für die Wärmebehandlung und unseres Fachwissens in der Materialforschung und -entwicklung können wir die geeigneten Rohstoffe entsprechend den Betriebsbedingungen und Festigkeitsanforderungen der Kunden auswählen. Wir bieten maßgeschneiderte Schrauben aus Kohlenstoffstahl und Verbindungselemente aus Edelstahl verschiedener Qualitäten an und unterstützen die Produktion auf der Grundlage von Kundenzeichnungen oder Mustern.

I. 1010/1018/1022 Walzdraht aus kohlenstoffarmem Stahl

1010, 1018 und 1022 sind standardmäßige kohlenstoffarme Stahlmaterialien. Ohne Wärmebehandlung zum Härten können die fertigen Schrauben nur einen Festigkeitsgrad von 4,8 oder niedriger erreichen. Aufgrund der Unterschiede im Kohlenstoffgehalt zwischen diesen drei Drahttypen gibt es leichte Abweichungen in der Zugfestigkeit der Endprodukte. Wenn 1010- und 1018-Schrauben aus kohlenstoffarmem Stahl einer Wärmebehandlung unterzogen werden, kann die Oberflächenhärte des Produkts erhöht werden, um den Standards der Güteklasse 6,8 zu entsprechen. Aufgrund der kohlenstoffarmen Beschaffenheit des Rohmaterials härtet die Wärmebehandlung jedoch nur die Oberflächenschicht der Schraube, wobei die Mikrostruktur oder Härte des Kerns kaum oder gar nicht verbessert wird. Für diese Art von kohlenstoffarmen Verbindungselementen verwendet die Industrie typischerweise die Oberflächenhärte nach Vickers (HV) als Grundlage für die Festigkeitsbewertung.

II. 10B21 Bor-Kohlenstoff-Stahl

10B21 ist ein häufig verwendeter Bor-Kohlenstoff-Stahlrohstoff für massenproduzierte Verbindungselemente. Nach der Wärmebehandlung und Aushärtung des gesamten Körpers erfüllen die fertigen Schrauben stets die Standards der Güteklasse 8,8 oder höher. Sowohl die Oberflächen- als auch die Kern-Rockwell-Härte (HRC) kann vollständig getestet werden, und die Härtewerte sowohl für die Innen- als auch für die Außenseite entsprechen den nationalen Akzeptanzstandards. Es ist das gängige Material für die Massenproduktion von Bolzen und Maschinenschrauben der Güteklasse 8.8.

III. CM435 Legierter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

CM435 zeichnet sich durch ein hervorragendes Kohlenstoff-Mangan-Gesamtverhältnis aus. Nach dem Abschrecken und Anlassen können aus diesem Material hergestellte Verbindungselemente hohe Festigkeitsstandards wie Güteklasse 10.9 und Güteklasse 12.9 erfüllen. Es weist eine gleichmäßige Härtung über den gesamten Querschnitt auf und sowohl die Oberflächen- als auch die Kern-HRC-Härtewerte können durch konforme Tests überprüft werden. Es wird häufig für hochfeste Verbindungselemente in Hochdruckgeräten und Baumaschinen verwendet.

IV. 45K vergüteter Kohlenstoffstahl

45K-Walzdraht wird vor dem Versand einem Abschrecken und Anlassen (einem doppelten Wärmebehandlungsprozess aus Abschrecken und Hochtemperaturanlassen) unterzogen. Festigkeit, Zähigkeit und Duktilität des Stahls werden optimiert, wodurch das Risiko einer Verformung bei der anschließenden Weiterverarbeitung und Wärmebehandlung deutlich reduziert wird. In Kombination mit einem Vorwärmprozess während der Produktion können die fertigen Schrauben zuverlässig die Festigkeitsklasse 8.8 erreichen, ohne dass eine zusätzliche Tiefenhärtung erforderlich ist, wodurch sie für die standardisierte Schraubenproduktion in großen Stückzahlen geeignet sind.

V. Andere Metallmaterialien, die durch Wärmebehandlung gehärtet werden können

Neben den gängigen Kohlenstoffstahlmaterialien eignen sich auch die rostfreien Stähle 410 und 430 sowie Aluminiumlegierungen der 7er-Serie für die Wärmebehandlungshärtung. Aus metallurgischer Sicht kann die Oberflächenhärtung für die überwiegende Mehrheit der Metallmaterialien durch einen ternären Bor-Kohlenstoff-Stickstoff-Codiffusionsprozess erreicht werden. Aufgrund der hohen Produktionskosten und komplexen Herstellungsverfahren, die mit diesem Verfahren verbunden sind, sowie aufgrund preislicher und verarbeitungsbedingter Einschränkungen ist diese Härtungsmethode jedoch typischerweise für maßgeschneiderte Verbindungselemente in Kleinserien reserviert.