Kugel-Winnies Kugel-Wissen

Wir werden oft nach dem Unterschied zwischen den Materialien 1.4301 und 1.4307 gefragt. Der Bedarf an dem moderneren und besseren Material 1.4307 steigt ständig und so ersetzt dieses Material nach und nach das Material 1.4301. Hinzu kommt die Tendenz einer Reduzierung der Lagerbestände durch die Einführung des universal einsetzbaren Materials 1.4307.

Das heißt auch, dass Sie möglichweise Kugeln aus Material 1.4307 erhalten, obwohl Sie Kugeln aus Material 1.4301 bestellt haben.

Ein Vergleich zwischen der chemischen Zusammensetzung der beiden Werkstoffe, gemäß EN DIN10088:

Wie man sieht liegt der einzige nennenswerte Unterschied in der chemischen Zusammensetzung der beiden Materialien im Kohlenstoffgehalt. Beim Material 1.4301 wird mehr Kohlenstoff toleriert, das Material 1.4307 hat dagegen einen geringeren Kohlenstoffgehalt. Im Grunde genommen ist das Material 1.4307 ein hochwertigerer Werkstoff als das Material 1.4301. Dieses wurde zuerst entwickelt, brachte aber aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts reichlich Probleme bei der Korrosionsbeständigkeit. Die Herstellung von Werkstoffen mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt wurde erst durch die Erfindung des VOD und AOD-Entkohlungsverfahren in den Stahlwerken möglich. Material 1.4307 kann außerdem gemäß internationaler Bestimmungen als AISI 304L eingesetzt werden.

Der größte Unterschied zwischen den beiden Materialien liegt also in der Korrosionsbeständigkeit, und zwar bei Temperaturen zwischen 400 und 850 Grad Celsius. Solche Temperaturen können beispielsweise beim Schweißen entstehen. Die Bildung dieser Karbide erhöht die Anfälligkeit für interkristalline Korrosion durch die Bildung von chromverarmten Zonen. Dies kann vermieden werden, in dem der Kohlenstoffgehalt deutlich reduziert wird, wie beim Material 1.4307.

Wir werden Kugeln aus Material 1.4301 nun nach und nach durch Kugeln aus dem qualitativ hochwertigeren Material 1.4307 ersetzen.

Wichtiger Hinweis

Es besteht die Möglichkeit, Kugeln aus Material 1.4301 gegen Kugeln aus Material 1.4307 auszutauschen. Umgekehrt ist dies nicht möglich!

Liebe Technik-Fans,

Wir haben Kugeln aus den unterschiedlichsten Materialien wie Kohlenstoffstahl, Chromstahl, Edelstahlkugeln, Keramik, Hartmetall oder Titan in den verschiedensten Materialausführungen im Programm.

Unser Größenbereich reicht derzeit von 0,2 mm bis 250 mm Durchmesser, wobei Kugeln mit einem Durchmesser von über 120,00 mm nur bei entsprechender Stückzahl in Absprache auf Bestellung gefertigt werden. Diese Kugeln werden ohne extra Polierung aus dem Material 1.3520 oder auch aus dem Material 1.3536 (Sondermaterial mit verbesserter Durchhärtbarkeit) angeboten. Unser Hersteller liefert uns diese Kugeln grundsätzlich aus dem Material 1.3520/1.3536 und nach DIN5401 gefertigt. Kugel-Winnie ist einer der wenigen Shops, der Kugeln ab 40 mm aus dem Material 1.3520/1.3536 in seinem Sortiment führt.

Wälzlagerstahl 1.3520 und 1.3536 sind zwei alternative Werkstoffe für Kugeln mit größeren Durchmessern. Bei diesen Werkstoffen handelt es sich um Wälzlagerstähle aus denen Kugeln, Zylinderrollen und Nadelrollen gefertigt werden können. Diese Werkstoffe weisen eine besser Härte und Durchhärtbarkeit auf als Chromstahl 1.3505. Da Wälzlagerstahl 1.3520 und 1.3536 in kleinen Mengen nur sehr schwer verfügbar ist, sind wir einer der wenigen Shops, der Kugeln ab dem Durchmesser 40 mm aus diesem Material anbietet.

Ein absolutes Highlight: Unser Bereich der Miniaturkugeln. Auf diese besonderen Kugeln sind wir jetzt schon spezialisiert und wir werden unsere Produktpalette in diesem Bereich nach und nach ergänzen. Viele Kugelhersteller, darunter auch namhafte Fertigungen, können im Durchmesserbereich von 1 mm und kleiner keine Kugeln herstellen, denn dafür ist eine Spezialisierung der Fertigung, vor allem, was die Maschinen angeht, notwendig. Von daher gibt es nur sehr wenige Hersteller, die überhaupt in diesem Größenbereich Kugeln fertigen...

Aber Kugel-Winnie ist bei Kugeln dieses Größenbereichs gut sortiert, wir haben auch Sondermaße in den Spitzenqualitäten G3, G5 und G10 aus Chrom- und Edelstahl sowie aus weiteren verschieden Materialien im Programm. Außerdem sind bei uns Keramikkugeln mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm erhältlich.

Demnächst kommen noch einige Größen an Hartmetallkugeln, Keramikkugeln, Titankugeln sowie Aluminiumkugeln dazu.

Weiterhin möchten wir darauf hinweisen, dass wir darüber hinaus eine Vielzahl an Kugeln mit den unterschiedlichsten Abmessungen, auch in Sondermaßen und Sonderqualitäten im Programm haben. Diese haben wir auf Lager, sie sind aber im Shop nicht erhältlich, denn hierbei handelt es sich um Sonderanfertigungen für Kunden. Dennoch lohnt sich das Nachfragen nach Sondergrößen, denn kleine Stückzahlen können wir doch immer wieder abgeben.

Unsere Produktpalette ist sehr breitgefächert, das macht uns zu einem ganz besonderen Anbieter.

Liebe Technik-Fans,

ab sofort sind bei Kugel-Winnie gehärteter Edelstahlkugeln aus dem Material 1.4125 oder aus Materialen mit vergleichbarem Härtegrad in vielen weiteren Größen erhältlich. Vergleichbare Härtegrade haben beispielsweise die Materialien 1.4037, 1.3543 und 1.4112.

Kugeln aus dem Werkstoff 1.4125 weisen eine höhere Beständigkeit und Härte auf als Standardedelstahlkugeln aus Materialien wie 1.4034 oder 1.3541. Gemeinsam haben jedoch die Werkstoffe, dass sie oxidationsarm, also nicht komplett rostfrei sind, was insbesondere bei chemischen Einflüssen gilt.

Bei gehärteten Edelstahlkugeln aus dem Material 1.4125 liegen die Härtewerte (58 bis 62 HRC - Sonderverfahren bis 64 HRC) wesentlich höher als bei herkömmlichen Edelstahlkugeln aus den Materialien 1.3541 oder 1.4034 (Härte 54 bis 60 HRC).

Die Kugeln finden unter anderem Verwendung in der Luftfahrt, Automotive, Wälzlagerindustrie, Medizin, Automobilindustrie, in Kugelschreibern, Speziallagern oder Druckern.

Materialbezeichnungen:

- 1.4125
- AISI 440C
- X105CrMo17

Unser Shop bietet Kugeln aus diesem Material vor allem in den Sonderqualitäten G10 bis G5 an. Wir führen sogar Kugeln in der seltenen Qualität G3 (höchstwertige Qualität nach DIN5401).

Liebe Technik-Fans,

Hartmetall ist ein Material, dessen Entwicklung noch nicht ganz ausgereift ist, welches jedoch bereits jetzt mit vielen positiven Eigenschaften überzeugt.  
Hartmetallkugeln (Wolframkarbidkugeln)  zählen zu den erfolgreichsten Composite Engineering Produkten, die jemals hergestellt wurden.

Aufgrund seiner spezifischen Kombination aus Zähigkeit und Härte weist Hartmetall eine hohe Verschleißfestigkeit auf. Auch bei hohen Temperaturen, Schlägen oder schweren Belastungen erweist sich das innovative Material oftmals als der einzige Werkstoff, der diesen Anforderungen gerecht wird. Dank dieser Eigenschaften besitzen Bauteile aus Hartmetall deutliche Vorteile gegenüber vergleichbaren Produkten wie etwa aus Stahl. Diese Vorteile spiegeln sich beispielsweise in einer höheren Standzeit und Lebensdauer der Produkte wider.

Entsprechend groß sind die industriellen Anwendungsmöglichkeiten für Hartmetallbauteile. So finden Hartmetallprodukte beispielsweise in der Luftfahrt, im Fahrzeugbau, im  Hydraulik-Bereich, im pharmazeutische Industrie u. Medizintechnik, im chemische, petrochemische, und Mineralölindustrie  Verwendung. Gerade Bestandteile von hoch beanspruchten Einsatzwerkzeugen werden oftmals aus Hartmetallen gefertigt. Dabei können Hartmetalle nicht nur als Kugeln, sondern auch als Plättchen, Zähne oder in anderer Form zum Einsatz kommen.

Je nach Zusammensetzung und Struktur des Materials haben Hartmetallkugeln unterschiedliche Verwendungsmöglichkeiten.
Dabei sind die gebräuchlichsten Hartmetalle in drei Gruppen einzuteilen.

Hartmetallkugeln mit Kobaltbinder

Diese Hartmetallkugeln/Wolframkarbidkugeln mit Kobalt (Co) und Chrom sind dank ihrer außergewöhnlichen Härte und Beständigkeit resistenter gegen Verschleiß, Abrieb, harte Schläge und Stöße.
Unter die Anwendungsgebiete fallen Speziallager, Spezialventile, Kugelgewindespindeln, Linearlager und Kugeln für Kugelschreiber. Des Weiteren sind die Kugeln zum Messen oder Eichen von Bohrungen und als Kalibrierkugeln für Präzisionsmessgeräte ausgelegt.
Obwohl das Kobaltbindemittel dazu neigt, in Kontakt mit Wasser zu rosten, ist dies weitgehend eine kosmetische Sache und beeinträchtigt die Gesamtleistung nicht.
Solche Hartmetallkugeln /Wolframkarbidkugeln findet man in Speziallager, Rückschlagventilen, Kugelgewindegetrieben, Durchflussmesser (z.B. Gaszähler), Mess- und Prüfgeräten sowie Kugelschreibern.

Hartmetallkugeln mit Nickelbinder

Diese Kugeln haben fast die gleichen Eigenschaften wie Hartmetallkugeln mit Kobaltbinder, sind aber deutlich widerstandsfähiger gegen Korrosion und Verschleiß und Säuren bis zu einem pH-Wert 3, dies entspricht etwa den Werten von Zitronensaft und Essig.
Diese Hartmetallkugeln mit Nickelbinder können im gleichen Verwendungsbereich eingesetzt werden wie die Kugeln mit Kobaltbinder, haben jedoch dort ihre Vorteile, wo eine Korrosionsbeständigkeit gegen chemische Stoffe und Säuren erforderlich ist.

Sonderhartmetallkugeln mit Titankarbid als Hauptbestandteil

Die dritte Gruppe der Hartmetallkugeln bilden Sonderhartmetallkugeln mit dem Hauptbestandteil Titankarbid. In diesen sind weitere Bestandteile zu unterschiedlichen Prozentanteilen enthalten, wie zum Beispiel Nickel, Chrom, Kohlenstoff und Kobalt. Sonderhartmetallkugeln zeichnen sich durch ihren hohen Härtegrad und ihre Korrosionsbeständigkeit aus. Je nach Zusammensetzung sind die Kugeln antimagnetisch.

Druckfestigkeit von Hartmetallkugeln

Eine der hervorstechendsten Merkmale von Hartmetall ist seine Druckfestigkeit. Sie erreicht bei bestimmten Hartmetallsorten etwa 7.100 N/MM2. Auf der Welt gibt es damit außer Diamant kein druckfesteres Material. Durch seine Festigkeit unter höchstem Druck und enormen Temperaturen, ist nur mit Hartmetall die künstliche Herstellung von Diamant möglich.
Auch der hohe Elastizitäts-Modul von Hartmetall wird nur von dem der Diamanten übertroffen.

Hartmetallkugeln auch bei Kugelwinnie

Die Vorzüge des Materials Hartmetall lassen sich bereits jetzt erkennen, obwohl die Forschung bestimmt noch viele weitere Erkenntnisse bereithalten wird.
Kugel-Winnie hat ab den Januar 2017 neue Kugelgrößen aus Hartmetall im Sortiment. Zu diesem gehören auch Kugeln im Durchmesserbereich kleiner 1 mm, die sehr schwer zu fertigen sind.

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.

Liebe Technik-Fans,

Kugeln aus Kunststoffen sind oft die Lösung, wenn andere Kugeln zu schwer, physiologisch bedenklich, unbeständig gegen Chemikalien, elektrisch leitend oder magnetisch sind. In Ventilen werden sie oft zur Reduzierung von Geräuschen verwendet. Wegen ihres geringen spezifischen Gewichtes dienen sie auch als Füllstandsanzeige. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind:

Deodorantroller, die Computer-Mouse, Parfümflakons, Armaturen, elektrische Messgeräte, Feuerlöschgeräte, der Filterbau, Messgeräte für Gase und Flüssigkeiten, optische Geräte, Pumpen, die mit aggressiven Stoffen in Berührung kommen und viele andere mehr.

Dabei gibt es Kunststoffkugeln in vielen Variationen und Materialien. Übrigens ist die Fertigung mit Kunststoffkugeln nicht mit der von Stahlkugeln vergleichbar, der ganze Ablauf ist anders. Kunststoffkugeln sind in der Regel gegossen, gespritzt, gedreht oder aber warm gepresst.

Übersicht Materialien

• PA 6.6 (Polyamid 6.6)
• POM (Polyacetal – Polyoxymethylen)
• PP (Polypropylen)
• PUR (Polyurethan)
• PTFE (Polytetrafluoräthylen)
• PEEK (Polyetheretherketon)

Weiterhin gibt es noch Sonderfertigungen von Kunststoffkugeln mit farbiger Oberfläche oder durchgefärbte Kugeln sowie Kugeln aus besonders widerstandsfähigem Material. Diese Kugeln werden mit Glasfaser oder Kohlefaser angereichert und somit verstärkt.

Für Kunststoffkugeln gibt es neben den bisherigen Anwendungen nun auch neue, äußerst wirkungsvolle Einsatzmöglichkeiten: So werden sie zum Beispiel derzeit versuchsweise in der Abwasserbehandlung eingesetzt, um Filter-Membranen von Schmutz zu befreien. In ersten Untersuchungen wurde bereits nachgewiesen, dass das neue Verfahren zu einer wirkungsvollen Reinigung der Filter führt. Auch in Seen, beispielsweise in Kalifornien, kommen Hohlkugeln bereits in großen Mengen zum Einsatz, um ein Austrocknen zu verhindern.

Kunststoffkugeln sind also ein Produkt, das in Zukunft immer häufiger verwendet werden wird, und deren großes Potenzial gerade erst entdeckt wird!

Liebe Technik-Fans,

Das Maß unserer gehärteten Kanonenkugeln ist sehr genau. Die Kugeln aus dem Material 1.3520 werden mit Kugelbearbeitungsmaschinen hergestellt. Die Kugeln werden lediglich in einer-Spezial-Trommel getrommelt – so kommt die raue (nicht polierte) Oberfläche zustande. Die Kugeln sind aufgrund ihrer Härte nicht bohr- oder schweißbar.

Nimmt man eine Kugel mit einem Durchmesser von 60 mm als Vergleichsgröße, so ist ihr Maß mit einer Toleranz von kleiner 0,01 mm wesentlich genauer als das gedrehter oder geschmiedeter Kugeln.
Im Vergleich dazu: Bei einer gedrehten Kugel mit sichtbarem Drehbild liegt die Toleranz je nach Maschine im Bereich von größer 0,1 mm und mehr.

Wenn man eine von Hand geschmiedete Kugel (Material Eisen – unterschiedlichste Materialien) als Vergleich hinzunimmt, weist diese stellenweise eine Toleranz von bis zu 2 mm und mehr auf den Durchmesser gemessen auf.
Auch sind gedrehte Kugeln von der Stange oder geschmiedete Kugel nicht als Lagerkugel verwendbar.

Unsere weichgeglühten Kanonenkugeln sind im Maß ebenfalls genauer als gedrehte oder geschmiedete Kugeln, sie haben durch das Weichglühen lediglich eine etwas verzunderte Oberfläche.
Dagegen weisen unsere geflashten Kugeln (Originalkugeln – Halbfabrikate) nach dem ersten Bearbeitungsprozess eine Genauigkeit von ca. 0,5 mm auf. Wenn die Kugeln egalisiert sind, liegt ihre Toleranz bei 0,2 bis 0,3 mm. Damit sind selbst diese Kugeln noch genauer in ihrem Maß als eine geschmiedete Kugel.

Liebe Technik-Fans,

im Unterschied zu anderen keramischen Werkstoffen ist Zirkonoxid (ZrO2) sehr widerstandsfähig gegenüber der Ausbreitung von Rissen.

Außerdem besitzt Zirkonoxid-Keramik eine sehr hohe Wärmedehnung und wird deshalb gerne bei Verbindungen zwischen Keramik und Stahl gewählt.

Eingesetzt werden Zirkonoxid-Keramiken zum Beispiel als Werkzeuge für die Drahtumformung, als Hilfsmittel in Schweißprozessen, als Material für Kronen, Brücken und Wurzelstifte in der Dentalindustrie, bei Hüftgelenksimplantaten, als Isolierring in thermischen Prozessen, als Sauerstoffmesszelle in der Lambdasonde, als feuerfeste Keramik oder für Klingen von Keramikmessern.

Eine herausragende Eigenschaftskombination ist die sehr geringe Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit. Außerdem besitzen einige Zirkonoxid-Keramiksorten eine Sauerstoffionen-Leitfähigkeit. Die maximale Gebrauchstemperatur von Zirkonoxid liegt bei 750 Grad Celsius.

Eigenschaften

• hohe Wärmedehnung, ähnlich zu einigen Stahlsorten
• sehr gute thermische Isolation beziehungsweise niedrige Wärmeleitfähigkeit
• sehr hohe Widerstandsfähigkeit gegen thermische und mechanische Einflüsse, auch hohe Risszähigkeit
• Fähigkeit zur Sauerstoffionen-Leitung (Einsatz bei der Messung von Sauerstoff-Partialdrücken in Lambdasonden)
• sehr gute chemische Beständigkeit, auch gegen Säuren und Alkalilaugen

Durch Zugabe von anderen Metalloxiden kann sogar noch die eine oder andere Verbesserung erreicht werden. Auf dieses spezielle Thema soll aber an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden.

zum Datenblatt Zirkonoxid

Liebe Technik-Fans,

Kugeln können nicht nur aus Wälzlagerstahl (100Cr6) sondern auch aus nichtrostendem beziehungsweise rostarmem Stahl hergestellt werden. Edelstahl-Kugeln finden überall dort Anwendung, wo eine längere Lebensdauer gefordert wird, weil extreme Umgebungsbedingungen herrschen. Es werden vorwiegend martensitische Stähle wie X105CrMo17 verwendet. Durch eine spezielle Wärmebehandlung in Vakuumöfen erreicht man ähnliche Härtewerte wie bei Wälzlagerstählen.

Die Härtewerte liegen zwischen 58 bis 62 HRC (Härtegrad Rockwell Skala C) und sind somit härter als Edelstahlkugeln aus den Materialien 1.3541 und 1.4034, also den Standardmaterialien. Auch haben Kugeln aus Material 1.4125 etwas verbesserte chemische Eigenschaften.

Liebe Technik-Fans,

Chrom und Nickel verbessern die Korrosionseigenschaften von Edelstahl. Im Klartext: Das Material rostet weniger und langsamer. Aus diesem Grund empfiehlt sich unter Umständen der Einsatz des Materials 1.4306.
Dieses Material ist eine höher legierte Version des Materials 1.4307. Durch den gering erhöhten Chrom- und den höheren Nickelgehalt ist 1.4306 korrosionsbeständiger als 1.4307. Trotz der verbesserten Korrosionsbeständigkeit wird dennoch meist das Material 1.4307 und eben nicht das 1.4306 eingesetzt.

Hier möchten wir informieren: Denn die meisten Anwender verwenden 1.4307 und – wenn eine höhere Korrosionsbeständigkeit gefordert wird – das Material 1.4401. Das Material 1.4306 wird hauptsächlich in der Erdölindustrie und Petrochemischen Industrie, der Automobilindustrie, der Chemische Industrie und der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Verwendung findet es beispielsweise bei der Lagerung und Produktion von Salpetersäure. Es kommt aber auch in elektronischer Ausrüstung oder im Maschinenbau zum Einsatz.

Besondere Eigenschaften

Kugeln oder Rollen aus 1.4306 sind einerseits für Tieftemperaturen geeignet, andererseits sind sie bis zu Temperaturen von ca. 600 Grad Celsius einsetzbar. Auch sind sie nicht magnetisierbar. Das Material 1.4306 zeigt in natürlichen Umweltmedien (Wässer, ländliche und städtische Atmosphäre) bei Abwesenheit von bedeutenden Chlor- und Salzkonzentrationen eine gute Korrosionsbeständigkeit. Für den Einsatz in Schwimmbäder und Salzwasser oder deren Umgebung ist es dagegen nicht geeignet.