Metallkunde

Cr, Al, Ti

Schnellarbeitsstahl/Hight speed Steel

4x Schnellere Schnittgeschwindigkeiten

600 C Härtebeständig (Normaler stahl wird ab ca. 200C lässt härte nach)

Hohe legierungsanteile bis 30%

Einfache Herstellung Härte unter 70 HRC

Legierter Werkzeugstahl

Kohlenstoffgefhalt bis 2.06%

Kann nitriert, Hartverchromt oder Carboniert werden

Unempfindler gegenüber Stößen und Vibration

Wolfram C61

Molybdän C62

Vanadium C63

Kobalt C64

Chrom bis max. 4%

HS 10% W 7% Mb 6%v 8%Ca -4%Cr

Pulvermetallurgisches Sintern

3 Schritte:

Mahlen und Mischen

Formgebung

Sintern

Kalibrieren bzw. Pressschmieden, tränken härten vergüten

Bestehr aus Cobalt (Bindemittel) und eingelagerten Carbiden (Hartstoffe) wie Titan, Wolframcarbid, titannitrid

• Verchromen bzw. Hartverchromen (Ohne zwischenschicht, dicker 0.1 - 1000qm und nicht ganz so schön) durch elektrolytisches verfahren (Kathode - und Anode +) (redoxreaktion erzwingen in einem Wasser bzw. Säurebad (Elektrolyt = leitende Flüssigkeit), elektronen werden abgezogen/übertragen von einem stoff auf den anderen und die ionen sorgen für die elementaren Stoffe (ionen nehmen elektronen auf). -> elektrische Energie wird zur chemischen Energie ERZEUGUNG VON CHEMISCHER REAKTION DURCH STROM! (beim galvanisieren elektrochemisches Abscheiden von metallen auf andere metallisierte Oberflächen (auch gleichstrom Anode - und Kathode + und elektroden fließen immer con Anode zu Kathode und Metall in Flüssigkeit räumlich voneinander getrennt) CHEMISCHE REAKTION LIEFERT STROM)

• Eloxieren (Anodisieren) bei Aluminium

• Verzinken (glavanisch oder feuerverzinken (zinkbad mit ca. 400C heisem Zink)

• Lackieren

• Rostfreier Stahl ab 10,5% Chrom

• Bedingt: Nitrieren/Nitrocarbonieren (anreichern der Oberflächenschicht mit Stickstoff bei einer Temp. Zwischen 480 und 590C) verbessert adhäsive und abressive Kräfte bzw. Carbonitrieren (Anreichern der Oberflächenschicht mit Stickstoff und Kohlenstoff), verbesserung der Notlaufeigenschaften, bei diesem Verfahren Umwandlungshörtung durch glühen nötig, auch Salzbadnitrocarbonieren ist möglich Salzbad 550-630C, plasmanitrieren mit ionisiertem gas bei 350-600C auch hochlegierte Stähle möglich - Nitrierschicht ca. 0.2mm - max. 1mm dicker auftrag

• Brünieren, fertige Mischungen, entfetten säubern, evtl Oberfläche leicht anäzen oder vorbreiten/anrauhen/konditionieren auf Struktureller ebene, Brüniermittel, abwaschen trocknen, Schutzschicht/Konservieren und dann Trocknen

Kohlenstoffgehalt von 0.2%

Ansonsten aufkohlen vor dem Härten nötig (Einsatzhärten)

Ab 2,06% C spricht man von Gusseisen

Messing

Dichte: 8,73g/cm3

39% Zink, 3 % Blei und 58% Kupfer

Gute Gleit/Notlaufeigenschaften wie Bronze (Kupfer2/3 -Zinn 1/3) oder Rotguss (Kupfer 90% Zink 1-9% Zinn 2-11%), sehr gute Zerspanbarkeit, schweißen bedingt wegen blei, korrisionsbeständig und normaler umgebung,

Aluminium

Dichte: 2.7 g/cm3

Europäische Norm (AW) Aluminium Halbzeug bzw Knetlegierung (Aushärtbar); 6 = Legierungsgruppe; 0 = Legierungsabweichung; 61 = Sorten-Nummer

AlMg1SiCu - 3.3214

Mittlere Festigkeitsbereich für Maschinenbau, geeignet für Kontakt bei Lebensmittel, gute Zerspanbarkeit

Stimmt nicht:Hochfeste Legierung für z.B. Maschinenbau, Luftfahrt usw.

Höherer Kupferanteil als 6082 deshalb weniger Korrisionsbeständig,

Gut bearbeitbar, gut korrisionsbeständig, leicht, gut schweißbar

Stahl

Dichte 7.85g/cm3

S235JR = unlegierter Baustahl, Kohlenstoff max 0.17%, Streckgrenze 235, JR Kerbschlagarbeit 27J/cm2 bei 20C gibt auskunft, wie wiederstandsfähig der Werkstoff gegen schlagartige Beanspruchung ist (Hammerpendel)).

Unlegierter Baustahl = Stahl und Maschinenteile oder Schweißkonstruktionen; Schweißbar, gut spanend bearbeitbar, gut kalt und warumumformbar

9S20K = Automatenstahl, Kohlenstof 0.09%, 0.2% Schwefel K = kaltverformt (Kaltverformt) (bei diesem Stahl anstatt C) = kaltgezogen =Der Prozess erfolgt bei Raumtemperatur. Dabei wird ein Knüppel oder ein grobes Vorprodukt, meist warmgewalzt, mit einem Schmiermittel durch eine Matrize gezogen. Dies ermöglicht so die Herstellung von hoch präzisen Querschnitten mit guten mechanischen Eigenschaften)

Automatenstahl = Nicht wärmebehandelbare Stähle bzw. Oder Mittels Einsatzhärten, sehr gut Zerspanbar (kurzspänig da Schwefel aufkosten Schweißbarkeit und korrisionsbeständigkeit, aber Schwefel sorgt mit für spröde Einschlüsse das zu kurzbrüchigen Spänen führt); Einsatzhärten wird Aufgekohlt (Randschicht mit Kohlenstoff versetzt), dann gehärtet und dann Angelassen (Glashärte verringert sich).

Schwefel bilder im Metallgefüge Mangansulfideinschlüsse, welche dir Zerspamdbarkeit erhöt. (Blei ist auch ein guter zusatz), dafür weniger schweisbar und korisionsbeständig

m6 DIN 7

Übergangspassung für einen festen Sitz

Werkstoffe

Typ A = gehärtet

Typ B = einsatzgehärtrt

Typ C1 = nichtrostend

Entweder Werkzeugstahl oder Kaltarbeitsstahl

ISO international standart Organisation

Tolerierung - Norm für Toleranzen

Allgemeintoleranz +- 0,05 bis 6mm

H bis 0,05 Geradheit und Ebenheit

Durch Einführung Unabhängigkeitsprinzip (jede Toleranz steht einzeln für sich) ISO8015 Müssen Hüllprinzipien extra für Passungen (Einheitsbohrung/Einheitswelle) angegeben werden. Passstift muss in Runde Bohrung und bei der Bohrung reicht keine 2 Punkt Messung aus (Gleichdick), weil sonst die Welle nicht unbedingt reinpassen muss.

Herstellung durch Walzen und Kopf wird aufgestaucht

Meist Brüniert (Schwarz)

Material nicht wirklich rauszufinden (Firmengeheimnis)

(A1=Automatenstahl mit Schwefelzusatz) A2 ist Korrisionsbeständig; A4 ist Korrisions und Säurebeständig; A ist Austenitischer Stahl; C = Martensitischer Stahl; F = Ferritischer Stahl

Z. B. 42CrMo4; 24CrMo5

8.8 = 8x8x10 = 640 N/mm2 Streckgrenze und 8x100 = 800 Zugfestigkeit N/mm2

DIN7984 mit niedrigem Schraubenkopf 25% weniger Belastbar also 8.8 = 8x8x0,75 = 600 Zugf Rm und 480 Streckg Re, verzinkt oder brüniert

Besteht aus Federstahl

Es gibt Zug und Druckfedern und Dreh/Torsionsfeder/Drehstabfeder (versucht Bauteil in Ausgangsposition zu schieben, Belastet um seine Längsachse werden, das am Draht gezogen wird) usw.

Norm: DIN 2098- d x D x Lo

Federrate ist in N/mm (Nicht auf Fläche sonder auf Weg); Wie viel Kraft braucht man für 1mm zusammendrücken der Feder

unlegiertem Federstahl: DIN EN 10270-1

Nichtrostendem Federstahl X10CrNi18-8

Progressive Federn: je mehr zugedrückt wird, desto mehr Kraft wird benötigt.

Feder setzt sich mit der Zeit; durch Torsion wird Federkraft mit der Zeit leicht schwächer.

Günstige Zugfestigkeit, Dauerschwingfestigkeit, hohe Bruchdehnung, elastisch; -45HRC (ungehärtet), sehr Korrisionsbeständig, härtbar

Subtraktive Fertigung = Materialabtragung

Additive Fertigung = Schichtweise Hinzufügen von Werkstückschichten bis fertiges Werkstück

Schneller, Kostengünstiger, Ressourcenschonender (ca. 1000 - 2000 Stk schon Serienreif); gute Voraussetzung für On-Demand-Produktion (= Produktion nur bei Bedarf und nur benötigte Menge; Voraussetzung hierfür Industrie 4.0; Cloud basierte Auftragsabwicklung; Kunde schickt stp datei in Internet an Lieferant, Angebots und Auftragserstellung bzw. Bewertung der Konstruktion passiert fast automatisch)

SLM = Selectives Laser Melting = Selektives Laserschweißen; Pulverisiertes Metall wird mithilfe von Lasertechnik schichtweise Aufgebaut

-> Hohe Laserleistung und Reine Metalle; Bauteile die keine Konstruktionsdaten mehr haben, können 3D gescannt werden, und mithilfe von Reverse Engineering (Negativerstellung) nachproduziert werden = Oldtimer

LMD = Laser Metal Depsition = Laserauftragsschweißen; Laser erzeugt Schmelzbad auf Bauteiloberfläche und metallischer Zusatzwerkstoff kann in Pulverform kontinuierlich eingebracht werden -> Besondere Eigenschaften Fördern, Für Reperaturen

(SLA = Stereolithographie; Ähnlich SLM nur Aushärten eines Harzes (Kunststoff) durch UV Licht)

(LMP = Liquid Metal Printing; ähnlich Klassischem 3D Druck, zuführung von Aluminiumdraht)

(DMSL = Direct Metal Laser Sintering; Ähnlich wie SLM nur weniger Leistung und mit Gas, Pulver wird durch Laser bzw. Hitze Schicht für Schicht gebacken, ähnlich wie Sintern)

Qualitätsstahl (Gruppe von Stählen wie Baustahl, Einsatzstähle, Vergütungsstähle, …) ist bezogen auf Verformbarkeit; Reinheit; Härtbarkeit ect. Den einfachen Grundstählen überlegen. Bzw. In der Reinheit des Stahles liegt der unterschied. Eingeengte Phosphor und Schwefelgehalte und nichtmetallische Einschlüsse; Bestimmte anforderungen erfüllt. (Überwiegend unlegiert)

Edelstahl weist aber bessere Eigenschaften auf, überwiegend legiert; Besonderen reinheitsgrat, mindestens 10,5% Chrom => sehr Korrisionsbeständig (nicht Rostfrei!)

(Mit Zusatzstoffen wie Kobalt, Nickel, Mangan, Eisen magnetischer machen)

Edelstahl ist nicht gleich Korrisionsbeständige/Nicht rostende Stähle wie V2A und V4A 1.4301 und 1.4305.; Nicht magnetisch, sehr Hart und Biegefest; Versuchsschmelze 2 Austenit, 1.4300 X12CrNi18-8 - Sehr korrisionsbeständig (Chrom bildet Schutz/Oxidschicht wie Kupfer und Alu aber sobald mit Mehrwasser oder Rost in berührung kommt, auch angreifbar) aber nicht Rostfrei

Bei “Nirosta” gibt es austenische Stähle (nicht magnetisch und härtbar aber sehr zäh), ferritische Stähle (magnetisierbar, zäh, vergütbar) und martensitische Stähle (härt, vergüt und magnetisierbar)

Ferritbildner:

Cr Al Ti Ta Si S Mo V W (craltitasismov +w frisst Gamma auf (Austenit in der Schmelze = Gamma Eisen (Mischkristall) ab 911C bzw 727C (bis max 1500 bzw. 1150C sonst Schmelze))

Austenitbilder:

Ni C Co Mn N (niccomann lässt Gamma ran)

Nitridbildner:

Al Cr Mo V Ti (alcromovanti)

Si C Cr W Ni Mn = Siehe Conrad Cramer wusste nie Mangan => Faktor 4 (oder: Chrom connte man nie sicher Wahrnehmen)

Al Cu Mo Ta Ti V Pb = Alcumotativ + Pb => Faktor 10

C P S N = Cesar putzt seine Nase => Faktor 100

B = Boooah => Faktor 1000

Muttern niedrieger Bauart gibt man Prüflast (Prüfzahl x 10) an, da Gewinde zu kurz ist, um volle Tragfähigkeit des Werkstoffes aufzunehmen.