Kugel-Winnies Kugel-Wissen

Liebe Technik-Fans,

Kugel-Winnie hat erneut sein Sortiment erweitert und bietet jetzt Edelstahlkugeln mit besonders hohen Härtewerten an. Diese Eigenschaft wird durch eine spezielle Wärmebehandlung erreicht, die nur bei unseren Kugeln zum Einsatz kommt. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie mehr dazu.

Die Klasse der martensitischen rostfreien Edelstähle mit den Legierungen 1.4021, 1.4034, 1.3541 und 1.4057 gilt als besonders widerstandsfähig. Zum einen sind sie besonders hart und zugfest, zum anderen sind sie sehr beständig gegenüber Sauerstoffkorrosion und vielen chemischen Stoffen. Durch Legierungen mit Stickstoff wurde die Robustheit noch optimiert und die martensitisch hochwertigen härtbaren Edelstähle (1.4108, 1.4112, 1.4123, 1.4125 usw.) entwickelt. Allerdings bringen diese Materialien hohe Kosten (50-100 % mehr als bei Standardmaterialien) mit sich. Zudem ist das benötigte Halbzeug häufig schlecht verfügbar, was diese Hochleistungslegierungen wenig attraktiv macht. Standardmaterialien kann man dagegen mit überschaubaren Kosten aufwerten.

Bei den günstigeren un- oder niedriglegierten Edelstählen kann die Korrosions- und Verschleißbeständigkeit durch klassische Diffusionsverfahren (Einsatzhärten, Karbonisieren, Gasnitrieren) beeinflusst werden. Ziel ist es, kostengünstig die Widerstandsfähigkeit gegen abrasiven und adhäsiven Verschleiß sowie Materialermüdigung bei Wälzkörpern erreichen. Das Verfahren ist jedoch nicht für Chromstähle geeignet, da es dessen Korrisionsbeständigkeit stark verringert.

Ein spezielles Wärmebehandlungsverfahren mit einer Aufstickung bei hohen Temperaturen hat sich etabliert. Dieses bildet auch die Grundlage für Entwicklung moderner, thermochemischer Diffusionsverfahren für Edelstähle (rostfreie Stähle). Im Gegensatz zu klassischen Nitrierverfahren wird die Korrosionsbeständigkeit der Edelstähle nicht gesenkt, sondern sogar verbessert. Das ist möglich, weil Stickstoff bei hohen Prozesstemperaturen keine Verbindung mit Chrom eingeht.

Ob die Anwendung dieses speziellen Verfahrens sinnvoll ist, hängt von verschiedenen Faktoren wie Material, Menge, Zeit und Kosten-Nutzen-Verhältnis ab. Bei Edelstahlkugeln aus Standardmaterialien wie 1.4034 oder 1.3541 kann durch die Bearbeitung die Härte um bis zu 3-4 HRC erhöht werden. Auch die chemischen Eigenschaften der Kugeln erreichen dann Werte, die vergleichbar mit den von sehr teuren härtbaren Edelstählen wie 1.4123 oder 1.4125 sind. Die verbesserten Eigenschaften sorgen dafür, dass bei Wälzkörpern auch höhere Qualitätsstufen (bei Kugeln etwa Qualität G5) möglich sind, die vorher nicht erreichbar waren. Mit einem hohen Mehraufwand und steigenden Kosten sind sogar noch höhere Werte, etwa eine Erhöhung der Härte um bis zu 10 HRC, umsetzbar. Das Verfahren kann zudem auch bei weichen, nicht härtbaren Edelstählen wie 1.4301 oder 1.4435 angewandt werden, um deren Härte und chemische Beständigkeit zu verbessern.

Liebe Technik-Fans,

häufig werden ungehärtete Edelstahlkugeln verkauft, ohne die wichtige Angabe der Kugelqualität.  

Dies stellt für den Kunden ein Problem dar, denn bei der Vielzahl der Qualitäten die eine Kugel haben kann, ist das eine der wesentlichen Informationen. Angenommen, Sie kaufen Lagerkugeln, die mit „Industriequalität“ oder „Präzisionsstahlkugeln“ in der Produktbeschreibung beworben werden. Hier fehlen aber die genauen Angaben zur Qualität als auch zum Sortiermaß!

Da wir immer wieder Anfragen zu diesem Thema erhalten, könnt Ihr euch hier einen Überblick über die gängigen Qualitätsangaben bei ungehärteten Edelstahlkugeln verschaffen. Ungehärtet Edelstahlkugeln werden zum Beispiel aus nichtrostendem austenitischen Chrom-Nickel-Stahl / Material 1.4301 (V2A) und nichtrostender austenitischer Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl Material 1.4401 (V4A) gefertigt.

Hinweis: Je weicher die Kugel ist, umso größer ist der Aufwand eine gute bis sehr gute (runde), also sehr hochwertige Qualität zu erreichen. So sind die Kugeln in der Qualität G20/G16 und G10 sehr schwer und aufwendig zu fertigen und kaum auf den Markt erhältlich bzw. nur im kleineren Durchmesserbereich.

Angenommen, Sie benötigen eine Lagerkugel und kaufen eine, die als „Industri von G100 bis G500 verwendet werden. Es macht also einen großen Unterschied welche Kugelqualität Sie für welchen Zweck verwenden!

Genaue Werte finden Sie auf unserer Seite Informationen & Downloads im Auszug aus der DIN5401: 2002-08.

Die Preise für Qualitätskugeln ungehärtet (nicht härtbarer Stahl) aus den oben aufgeführten Materialien sind höher, da der Materialpreis im Vergleich zu Chromstahlkugeln oder härtbaren Edelstahlkugeln um das Zwei- bis Dreifache steigt. Auch der Mehraufwand für die Fertigung, welches das weiche Material mit sich bringt, ist hier mit einkalkuliert.

Kugeln in der Qualität G600 und G700 sind dagegen wesentlich günstiger. Ihre hohen Toleranzwerte sind nicht mit Lagerkugeln vergleichbar und sie werden daher bei uns auch nicht als diese angeboten. Sie können diese Kugeln aber gut als Polierstahlkugeln/Mahlkugeln/Dekokugeln oder auch für Abschlüsse bei Treppen, Edelstahlgeländern oder Gartenzäune und anderes verwenden, da das Material auch bohr- und schweißbar ist.

Zur Veranschaulichung ein paar Vergleichswerte:

Lagerkugeln:

Kugelgrösse 20,000 mm, Qualität G100 n. DIN5401 - Toleranz PM2,5µü
KU. 20,000 mm M2,5 µü - Mögliches Istmass 19,9985 mm
KU. 20,000 mm P2,5 µü - Mögliches Istmass 20,0025 mm
ergibt eine zulässige mögliche Gesamttoleranz von 0,005 mm

Kugelgrösse 20,000 mm, Qualität G500 n. DIN5401 - Toleranz PM25
KU. 20,000 mm M25 µü - Mögliches Istmass 19,975 mm
KU. 20,000 mm P25 µü - Mögliches Istmass 20,025 mm
ergibt eine zulässige mögliche Gesamttoleranz von 0,050 mm

keine Lagerkugeln:

Kugelgrösse 20,000 mm, Qualität G600 n. DIN5401 - Toleranz PM200
KU. 20,000 mm M200 - Mögliches Istmass 19,800 mm
KU. 20,000 mm P200 - Mögliches Istmass 20,200 mm
ergibt eine zulässige mögliche Gesamttoleranz von 0,4 mm

Kugelgrösse 20,000 mm, Qualität G700 n. DIN5401 - Toleranz PM1000
KU. 20,000 mm M1000 - Mögliches Istmass 19,000 mm
KU. 20,000 mm P1000 - Mögliches Istmass 21,000 mm
ergibt eine zulässige mögliche Gesamttoleranz von 2,00 mm

Diese Aufstellung zeigt deutlich, wie wichtig die Qualitätsangeben bei Kugeln sind, um das tatsächlich geeignete Maß zu erhalten!