Kugel-Winnies Kugel-Wissen

Liebe Technik-Fans,

unterschiedliche Stahlarten haben unterschiedlichste Eigenschaften, je nach chemischer Zusamensetzung. Und dementsprechend unterschiedlich sind auch die Anwendungsgebiete von Stahlkugeln und Stahlrollen aus den jeweiligen Materialien.

Rostfreier Edelstahl: hitzebeständig
Kugeln und Rollen, Material 1.4301 und 1.4401

Kugeln und Rollen aus den Materialien 1.4301 und 1.4401, sind besonders korrosionsbeständig. Material 1.4301 bezeichnet austenitischen rostfreien Stahl mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und ist heute mit einem Produktionsanteil von ca. 35 Prozent der am häufigsten eingesetzte rostfreie Edelstahl. Er ist wegen seines niedrigen Kohlenstoffgehalts nach dem Schweißen auch ohne nachträgliche Wärmebehandlung interkristallin beständig. Er ist für eine Temperaturbeanspruchung bis ca. 600 Grad einsetzbar. Vergleichbare Eigenschaften haben auch Kugeln und Rollen aus dem Material 1.4401.

Titanstabilisierter Stahl: für extreme Temperaturen geeignet
Kugeln und Rollen, Material 1.4541 und 1.4571

Bei Temperaturen die darüber hinaus gehen, sollten man titanstabilisierte Stähle aus Material 1.4541 oder Material 1.4571 verwenden. Der Stahl ist einer der wenigen Werkstoffe, die für Tiefsttemperatur-Anwendungen bis nahe zum absoluten Nullpunkt geeignet sind.
Die Schweißbarkeit ist nach allen elektrischen Verfahren gut. Der Stahl hat eine sehr gute Polierfähigkeit, er ist gut kalt umformbar (biegen, stanzen, tiefziehen), allerdings nicht leicht zerspanbar. Wegen seiner starken Verfestigung bedarf es entsprechender Werkzeuge. Eine starke Verformung kann den Stahl etwas magnetisieren. Die gute Korrosionsbeständigkeit zeigt sich in natürlichen Umweltmedien, also bei Anwendung an der Luft sowohl in städtischer als auch ländlicher Atmosphäre), sowie bei Anwendung im Wasser bei Abwesenheit von bedeutenden Chlor- und Salzkonzentrationen. Damit ist dieses Material nicht für den Einsatz in Salzwasser oder gechlortem Wasser geeignet.

Liebe Technik-Fans,

mit Edelstahlkugel werden legierte oder unlegierte Stähle mit besonderem Reinheitsgrad bezeichnet. Dies sind zum Beispiel Stähle, deren Schwefel- und Phosphorgehalt (sogenannte Eisenbegleiter) den Wert von 0,025 Prozent nicht überschreitet.

Die alleinige Begriffsdefinition, ein Edelstahl sei ein „chemisch besonders reiner“, „rostfreier“ oder „nichtrostender“ Stahl, ist ungenau beziehungsweise falsch. Ein Edelstahl muss nicht zwangsläufig den Anforderungen eines nichtrostenden Stahls entsprechen. Trotzdem werden im Alltag häufig nur rostfreie Stähle als Edelstähle bezeichnet. Ebenso muss ein rostfreier Stahl nicht unbedingt auch ein Edelstahl sein. Der Legierungsbestandteil-Anteil der verschiedenen Sorten Edelstahl (niedrig- oder hochlegiert) ist jedoch genauestens definiert und bestimmt deren Eigenschaften.

Material 1.4401

(X5CrNiMo17-12-2) AISI 316, (V4A)

Dieses Material bezeichnet austenitischen rostfreien Stahl mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit. Es wird beispielsweise bei der Trinkwasser-Hausinstallation am häufigsten verwendet und genügt höchsten Anforderungen. Dabei handelt sich um einen Chrom-Nickel-Stahl mit Molybdänzusatz. Dieser Stahl ist gut kalt umformbar (biegen, stanzen, tiefziehen), allerdings nicht leicht zerspanbar. Wegen seiner starken Verfestigung bedarf es entsprechender Werkzeuge. Eine starke Verformung kann den Stahl etwas magnetisieren. Wird der Stahl bei Temperaturen zwischen 500 Grad Celsius und 900 Grad Celsius gehalten, können sich Chromkarbide in den Korngrenzen bilden, was die Beständigkeit gegenüber interkristalliner Korrosion katastrophal verschlechtern kann. Ein Lösungsglühen ist dann nötig, um die Karbide aufzulösen, gefolgt von einem raschen Abschrecken, um jegliche neue Ausscheidung zu verhindern. Ein Abschrecken nach einer thermischen Behandlung wird in jedem Fall empfohlen. Dieser Stahl ist mit allen gängigen Methoden leicht schweißbar, mit Ausnahme der Sauerstoff-Azetylen-Flamme. Nach dem Schweißen sollte ein Weichglühen mit anschließendem Abschrecken erfolgen, um das Risiko einer interkristallinen Korrosion auszuschließen.

Die Korrosionsbeständigkeit des 1.4401 ist durch den Zusatz von 2 bis 2,50 Prozent Molybdän deutlich besser als die der nichtrostenden Stähle 1.4301 und 1.4307, besonders bei Anwesenheit von Chloriden. In natürlichen Umweltmedien (Wässer, ländliche und städtische Atmosphäre), sowie in Industriegebieten mit mäßigen Chlor- und Salzkonzentrationen, im Bereich der Nahrungsmittelindustrie und auf dem landwirtschaftlichen Nahrungsmittelsektor weist der 1.4401 eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf.

Weitere Informationen siehe Datenblatt 1.4401...

sowie das Datenblatt zu chemischen Beständigkeiten...

Zu den Edelstahlkugeln Material 1.4401 im Shop...

Liebe Technik-Fans,

wir führen ab sofort verstärkt Hightech-Keramikkugeln, zunächst aus Zirkonoxid (ZrO2) sowie aus Siliziumnitriden (Si3N4), demnächst haben wir dann auch Kugeln aus Aluminiumoxiden im Programm. Diese hochwertigen Produkte sind wichtiger Bestandteil vieler Prozesse und werden in Zukunft immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Wir möchten Ihnen zunächst einen kleinen allgemeinen Überblick geben. In den nächsten Beiträgen von Kugel-Winnies Kugel-Wissen folgen dann detaillierte Beiträge über die einzelnen Materialien.

Spricht man über Keramik, denken die meisten Menschen zunächst an Töpfer- und Porzellanwaren. Tatsächlich kann die Geschichte der Keramik zigtausende Jahre zurückverfolgt werden. Heute stellen diese anorganischen, nichtmetallischen Materialien eine technologische Revolution dar. Dies gilt auch für den Bereich der Kugeln.

Immer wieder neue Prozesse, Fortschritte in Formen und Produktionstechniken sowie technische Entwicklungen haben dazu geführt, dass heutzutage durch den Einsatz von Keramik, also auch von Keramikkugeln, Probleme gelöst werden können, die früher als eine nicht überwindbare Herausforderung galten.

Die heutige Keramik und damit auch Keramikkugeln fallen auch unter die Rubrik technische Keramik. Weitere Bezeichnungen sind Industriekeramik, Industrielle Keramik oder Ingenieurkeramik. Diese Hochleistungskeramik hat nur noch wenig Ähnlichkeit mit dem Ursprung der Keramikfertigung.

Die einzigartigen physischen, thermischen vor allem auch elektrischen Eigenschaften dieses Materials öffnen die Türen zu einer neuen Entwicklungswelt. Keramik ist eine rentable und leistungsfähige Alternative zu allen anderen Materialien.

Die Vorteile von Keramikkugeln

• keine Schmierung nötig
• leichter als Metalle
• korrosionsbeständig
• lebensmittelecht
• hochtemperaturbeständig
• Verschleißfestigkeit und hohe Härte
• geringe Dichte
• elektrische Isolation
• kriechstromfest
• mechanische Festigkeit
• Temperaturwechselbeständigkeit
• klimabeständig und alterungsbeständig
• Entsorgung umweltverträglich
• Chemische Beständigkeit
• vibrationsbeständig

Die Keramikkugel ist also ein Produkt, das durch seine physikalischen Eigenschaften überall dort eingesetzt werden kann, wo Kugeln aus konventionellen Werkstoffe nicht mehr oder nur noch bedingt einsetzbar sind.

Die unterschiedlichen Materialien von Keramikkugeln 

• Zirkonoxid-/Zirkoniumdioxid-Kugeln – führen wir bereits im Programm
• Siliziumnitrid-Kugeln – führen wir bereits im Programm
• Aluminiumoxid-Kugeln – als Qualitätskugeln werden wir diese demnächst in unser Sortiment aufnehmen, als Mahlkugeln sind sie in unserem Shop bereits erhältlich.
• Saphir-Kugeln
• Rubin-Kugeln
• Silizium-Karbid-Kugeln
• Titan-Karbid-Kugeln
• Silikonnitrid-Kugeln
• Quarz-Kugeln

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)...

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

Die 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

Bei 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! ‪

Liebe Technik-Fans...

Häufig werden Stahlkugeln ohne die wichtige Angabe der Kugelqualität verkauft. Dies ist für den Kunden schwierig, denn bei der Vielzahl der Qualitäten, die eine Kugel haben kann, ist dies eine der wesentlichen Informationen. Oft steht nur „Industriequalität“ ­­oder „Präzisionsstahlkugel“ dabei, damit fehlen die genauen Angaben! Wir haben jeden Tag mehrere Anfragen zu diesem Thema, deswegen werde ich hier die Bedeutung der Qualitätsangabe kurz erläutern:

Angenommen, sie benötigen eine Lagerkugel und kaufen eine Kugel, die als „Industriequalität“ oder sogar völlig ohne Qualitätsangabe verkauft wird, kann es sein, dass Sie eine Kugel in der Qualität G500 verkauft bekommen. Für diesen Zweck würden Sie aber eine Kugel in der Qualität G10 oder G20 benötigen. Eine Kugel der Qualität G500 hat damit verglichen ca. 100-fache Toleranzwerte, somit werden bei dem Kugellager mit Sicherheit relativ schnell Probleme auftreten.

Also Vorsicht beim Kauf, wenn die Angaben zur Kugelqualität fehlen!

Die nachfolgende Tabelle gilt hauptsächlich für Chromstahlkugeln aus den Materialien 1.3505 und 1.3520 (ab 40,000 mm) sowie aus dem Material 1.3536 (ab 100 mm) und wurde von uns erstellt, um dieses Thema für unsere Kunden übersichtlich und verständlich darzustellen. Detailliertere Angaben auch über weitere Qualitäten finden Sie auf dem Datenblatt „Maßgenauigkeit, Formgenauigkeit und Rauheit“. Die Maß- und Formtoleranzen entsprechen der DIN 5401/ISO3290.

Qualitäten und Toleranzen
 

Kugelqualitäten im Überblick:

G3 und G5:

Höchstwertige Präzisionsstahlkugeln sind Kugeln in den Qualitäten G3 und G5. Diese bekommen Sie kaum auf dem Markt und sie sind normalerweise nicht in Onlineshops erhältlich. In unserem Shop erhalten Sie jedoch Kugeln dieser Qualitäten, sogar in verschiedenen Materialien.

G10 und G16:

Kugeln in den Qualitäten G10 und G16 sind als Kugeln der Kategorie Sonderqualität zu betrachten. In unserem Shop erhalten Sie Kugeln der Qualität G10 in fast allen Größen bis 10mm, größere Kugeln gibt es meist nur in der Qualität G20, die in der Regel auch ausreichend ist.
 

G20 bis G100:

Kugeln in der Qualität G20 bis G100 sind als Präzisionsstahlkugeln zu sehen und unter Berücksichtigung des Verwendungszweckes einsetzbar.
 

G200 bis G500:

Kugeln ab der Qualität G200 bis Qualität G500 sind nicht mehr als Präzisionsstahlkugeln zu sehen und können bei einfachen Verwendungszwecken eingesetzt werden.

Dabei gibt es die Qualitätsstufen G3 bis G28 jeweils bis zu unterschiedlichen maximalen Durchmesserbereichen. Informationen zu weiteren Qualitäten, wie G300, G500 in unterschiedlichen Durchmesser-Abstufungen, G600 und G700 finden Sie auf dem Datenblatt „Maßgenauigkeit, Formgenauigkeit und Rauheit“.

Großkugeln:

Großkugeln fangen je nach Hersteller meist ab den Durchmesserbereichen > 40,000 mm oder > 50,8 mm an. Ab einem Durchmesser von 100 mm gibt es nicht mehr viele Hersteller, die Kugeln dieser Größe fertigen. Für Großkugeln ab 50,8 mm bzw. > 50,8 mm sind größenbedingt andere Qualitätsstufen ­­zu berücksichtigen.

Für detaillierte Informationen stehen Ihnen unsere umfangreichen Datenblätter zu den Qualitätsangaben pro Kugel sowie zu Sortierungen zu Verfügung. Zu den Datenblättern...

Liebe Technik-Fans...