Kugel-Winnies Kugel-Wissen


 

Liebe Technik-Fans...

seit über 50 Jahren arbeite ich in der Kugel- und Wälzkörperbranche. Davon war ich allein in der Kugelfertigung über 30 Jahre, in der Rollenfertigung zehn Jahre tätig. In dieser Zeit habe ich jede Menge Spezialwissen und Erfahrungen gesammelt. Nun möchte ich hier in meinem neuen Blog einiges an Tipps und Fachwissen weitergeben:

 

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Entwicklung mit Zukunft: Gesteigerte Härte von rostfreien Stählen bei geringen Mehrkosten

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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.

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Qualitätsangaben und -toleranzen bei Chromstahlkugeln

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Liebe Technik-Fans,

leider kommt es immer wieder vor, dass Stahlkugeln, insbesondere Chromstahlkugeln, von externen Anbietern ohne Qualitäts- / Materialbezeichnungen oder mit Produktmängeln (beispielsweise Rostflecken) verkauft werden. Das veranlasst uns, auf die Wichtigkeit der Qualitätsangaben und -toleranzen bei Chromstahlkugeln, Sondermaterial 1.3520, hinzuweisen. Zur Maßgenauigkeit, Formgenauigkeit und Rauheit nach Vorgaben der DIN 5401 finden sich in unserem Datenblatt zur Maßgenauigkeit bereits die Richtwerte.
 

Ein Beispiel:
die Beschaffenheit von Chromstahlkugeln im Durchmesserbereich von 40 mm und größer, die unter anderem in Lagern, darunter diese von Großdrehverbindungen, Drehkränzen, Windrädern und Kränen, verwendet werden. Für Kugeln mit 40 bis 150 mm Durchmesser wird hierbei das Wälzlagerstahl 1.3520 (100CrMnSi6-4) verwendet, für größere Durchmesser Wälzlagerstahl 1.3536 (100CrMo7-3). Die beiden Werkstoffe unterscheiden sich vom Chromstahl 1.3505 nur durch ihre sogenannte Durchhärtbarkeit und werden speziell für größere Kugeln verwendet.
 

Auch hier im Shop sind die größeren Kugeln (40 bis 120 mm) alle aus dem Material Chromstahl 1.3520, wodurch optimale Bedingungen für Härte und Belastbarkeit der Kugeln geschaffen werden. Alternativ bieten wir für den Durchmesserbereich 40 bis 100 mm auch Chromstahlkugeln aus Wälzlagerstahl 1.3505, die momentan aber nicht im Shop eingestellt sind. Kugeldurchmesser von über 120 mm können allerdings nur auf Anfrage und bei der Abnahme einer entsprechenden Stückzahl gefertigt werden, da sie in der Regel keine Lagerware sind.

 

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Chemische Beständigkeit von Kugeln

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Liebe Technik-Fans,

wir werden immer wieder gefragt, worin die Unterschiede zwischen den einzelnen Kugelmaterialien liegen. Ein wichtiger Aspekt ist die chemische Beständigkeit. So gibt es Kugeln, die beständig sind gegenüber Säuren, Laugen, Alkohol oder Benzin, andere sind das nicht.

Für einen besseren Überblick haben wir ein Datenblatt über die chemische Beständigkeit von Kugeln zusammengestellt, als einziger Shop übrigens, der diese zusätzlichen Informationen bietet:

Zum Datenblatt (PDF)...

 

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Sicherheit im Schleudersport - Härtegradtest der Kugel

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Liebe Freunde des Schleudersports,

Sicherheit im Schleudersport ist uns ein wichtiges Anliegen. Dazu gehört für Euch Schützen auch, dass Ihr einschätzen könnt, inwieweit der Härtegrad der Kugel einen Einfluss auf Eure Sicherheit hat:

Die folgenden Schuss-Tests wurden mit 8 mm-Kugeln im Butterfly-Stil durchgeführt.
 

 

Schuss-Test ungehärtete Kugel 8 mm


Blog150311_Ambos_mit_KanisterDie Kugeln wurden gegen den Amboss geschossen, dort prallten sie ab und wurden im Kanister gefangen. Die Geschwindigkeit der Kugeln lag zwischen 108 und 112 m/s. Ein großer Teil der vorhanden Energie führte zur Verformung (Fallplatte) der Kugel.

Es zeigt sich also: Diese ungehärteten Stahl-/Eisenkugeln sind weniger abprallfreudig als gehärtete Kugeln, da ein Großteil der Energie in der Verformung umgewandelt wird. Das ist ein großes Plus für die Sicherheit beim Schleudersport.
 

 

Schuss-Test gehärtete Kugeln 8 mm


Blog150311_8_mm_gehartetBei Schuss-Tests unter gleichen Bedingungen mit gehärteten Kugeln zeigte sich: Hier findet keine Verformung statt, da die Chromstahl-Kugeln einen sehr hohen Härtegrad haben. An den Kugeln ist keine Verformung zu sehen, dafür hat der Amboss eine Delle abbekommen.

Für die Testergebnisse und Bilder danken wir dem Schleuder-Schützen Tobse!

 

 

 

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Keine einsatzgehärteten Kohlenstoffstahlkugeln bei Kugel-Winnie

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Liebe Technik-Fans...

Ich werde ständig gefragt, wieso ich keine kostengünstigen, einsatzgehärteten Kohlenstoffstahlkugeln anbiete.

Diese billige Variante der Kohlenstoffstahlkugel bringt bei einer zweckentfremdeten Verwendung große Gefahren mit sich, deswegen führen wir diese Kugeln nicht!

Bei diesen Stahlkugeln ist nur die Oberfläche einsatzgehärtet. Sie sind für einfache Zwecke, beispielsweise Auszugsschienen von Toren, geeignet. Eben bei Einsätzen, die diese Kugeln nicht sehr beanspruchen.

Für den Einsatz als Lagerkugel, beispielsweise in einem Fahrradlager, sind diese Kugeln nicht geeignet! Mehrere Kunden haben uns schon über gebrochene Kugeln in einem Fahrradlager berichtet.
Kein Automobilhersteller oder Hersteller von Qualitätslagern würde solche Kugeln einbauen.

Wie erkenne ich einsatzgehärtete Materialien?
Einsatzgehärtete Materialien können sein 1.010 - CDD/D9 1.0010 - AISI 1010 oder 1.040 - C15 - AISI 1015. Also Vorsicht bei der Verwendung von Kugeln mit diesen Materialangaben!

Wir verkaufen zu über 95 Prozent Präzisionskugeln aus dem Wälzlagerstahl 1.3505, auch mit Chromstahl, 100Cr6 oder AISI52100 bezeichnet.
Kugeln aus Wälzlagerstahl 1.3505 besitzen einen höheren Verschleißwiderstand und werden für Wälzlager, in der Lineartechnik sowie für spezielle Dichtheitsanforderungen bei Ventilkugeln und höchsten Qualitätsanforderungen in der Automobilindustrie sowie sonstigen Industriezweigen eingesetzt.

Somit bieten wir unseren Kunden höchstmögliche Sicherheit, was die Qualität bzw. das Material unserer Kugeln betrifft.

Als einzige Alternative führen wir in einigen Kugelgrößen noch durchgehärtete Stahlkugeln aus dem kostengünstigen Material 1.0616 oder C86 oder AISI 1086, diese haben in etwa dieselben Eigenschaften wie Chromstahlkugeln.

Ihr Kugel-Winnie

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