Nachfolgend die Haupteigenschaften der Federstahldrähte für die Herstellung von Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern und Drahtbiegeteilen bei Gutekunst Federn. Neben dem Standard-Federstahl EN 10270-1 SH und DH, dem dynamisch anspruchsvollen Ventilfederdraht VDSiCr (Oteva 70) und den korrosionsbeständigen Edelstahlsorten 1.4310, 1.4401 und 1.4568 werden hier auch die unmagnetische Federbronze CuSn6 und der Kupfer-Beryllium-Federstahls CuB2 beschrieben, außerdem die warmfesten Federstahlsorten Nimonic 90, Inconel X-750 und Hastelloy C4.
Standard Federstahl
Federstahltyp EN 10270-1-SH und -DH
EN 10270-1SH und –DH ist ein kohlenstoffbasierter Federstahl, der in korrosiven oder extremen Umgebungen nicht ohne zusätzliche Oberflächenbehandlung eingesetzt werden kann. Der Federstahl EN 10270-1-SH und – DH wird häufig und gerne für statisch hochbeanspruchte Zug-, Druck- und Schenkelfedern mit geringen dynamischen Beanspruchungen gewählt. Die Arbeitstemperatur sollte 80° C nicht übersteigen. Die Dauerhaltbarkeit kann durch Kugelstrahlen gesteigert werden.
Anwendungsbereich: Der EN 10270-1-SH und -DH eignet sich für die gängigsten Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern und Drahtbiegeteilen mit und ohne Oberflächenbehandlung.
Spezielle Federstahldrähte
Bei besonderen Beanspruchungen und Eigenschaften, wie unmagnetisch und erhöhte Korrosionsbeständigkeit, Warmfestigkeit oder Kälteunempfindlichkeit, werden spezielle Federstahldrähte für die Herstellung der Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern und Drahtbiegeteilen verwendet. Hierbei gilt es zu beachten, dass die Zugfestigkeit dieser speziellen Federstahldrähte oft nicht an den Wert des Standard-Federstahldrahts heranreicht und niedrigere Federkräfte erzielen.
Dynamisch hoch beanspruchter Ventilfederstahldraht
Federstahltyp VDSiCR / Oteva 70
Der VDSiCr / Oteva 70 ist ein gehärteter Chrom-Silizium-legierter Federstahl für kaltgeformte und hoch dynamisch beanspruchte Federn. Der ölschlussvergütete Ventilfederstahl erreicht mit einer durch Kugelstrahlen verfestigten Oberfläche die besten Dauerhubfestigkeitswerte. Die Betriebstemperatur sollte jedoch 120° C nicht übersteigen.
Anwendungsbereich: Der VDSiCr wird für hoch dynamisch beanspruchte Federn wie für Ventilfedern und Kupplungsfedern eingesetzt.
Korrosionsbeständige Federstahlarten
Federstahltyp X10CrNi18-8 / 1.4310
Der X10CrNi18-8 / 1.4310 ist ein austenitischer Chrom-Nickel-Federstahl für korrosionsbeständige Federn mit mittlerer und hoher spezifischer Beanspruchung. Aufgrund seiner besonderen mechanischen Eigenschaften ist dieser Werkstoff 1.4310 der Klassiker unter den rostfreien Federstählen und wird häufig in der Fertigung von korrosionsbeständigen Metallfedern verwendet. Da bei diesem rostfreien Federstahl 1.4310 durch die Kaltverformung eine leichte Magnetisierbarkeit entsteht, ist dieser Werkstoff nicht für völlig unmagnetische Federn geeignet.
Anwendungsbereich: Der 1.4310 wird sehr häufig in der Automobilindustrie, Chemie und Petrochemie, Lebensmittelindustrie, Maschinenbau, Antriebstechnik und für Elektronische Ausrüstungen verwendet.
Federstahltyp X7CrNiAl17-7 / 1.4568
Der X7CrNiAl17-7 / 1.4568 ist ein rostfreier ausscheidungshärtbarer Chrom-Nickel-Aluminium-legierter Federstahl. Der Federstahl 1.4568 besitzt sehr gute Langzeiteigenschaften und eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit bei einen minimalen Verzug nach der Wärmebehandlung. Im ausgehärteten Zustand verfügt der Federstahl 1.4568 hervorragende mechanische Eigenschaften bis 200° C.
Anwendungsbereich: Der 1.4568 wird In der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie bei hochfesten korrosionsbeständigen Anwendungen eingesetzt.
Federstahltyp X5CrNiMo17-12-2 / 1.4401
Der X5CrNiMo17-12-2 / 1.4401 ist ein austenitischer Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit einer sehr guten Korrosionsbeständigkeit gegenüber nicht oxidierenden Säuren und chlorhaltigen Medien. Er eignet sich für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie sowie zum Teil in der Medizintechnik. Federstahl aus 1.4401 weist eine geringere Festigkeit auf als 1.4310 und 1.4568. Dafür ist die Korrosionsbeständigkeit jedoch deutlich höher und die Magnetisierbarkeit geringer.
Anwendungsbereich: Der 1.4401 wird gerne in der Lebensmittel-, Textil- und Chemieindustrie, zum Teil in der Medizintechnik sowie im Umfeld von Ölen und Seifen eingesetzt.
Unmagnetische und korrosionsbeständige Federstahltypen
Die folgenden Kupferlegierungen CuSn6 und CuBe2 sind unmagnetisch und besitzen eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Federstahltyp CuSn6 / 2.1020 (CM452K)
Die Federbronze CuSn6 ist mit circa 6 % Zinnanteil die am häufigsten verwendete Kupferlegierung. Der Federstahl CuSn6 erhält seine Federeigenschaften durch die Kaltverformung. Die Festigkeitswerte und damit die Federkräfte sind wesentlich niedriger als bei den Standard-Federstahlsorten 10270-1-SH, -DH und 1.4310. Mit seiner sehr guten Korrosionsbeständigkeit und Lötbarkeit wird dieser Federstahl jedoch gerne für Steckverbinder, Kontaktstifte sowie bei Stanzbiegeteilen und Metallfedern eingesetzt, die eine gute elektrische Leitfähigkeit benötigen. Die Kupferlegierung CuSn6 kann im Gegensatz zu Messing auch in der Vakuumtechnik eingesetzt werden. Bei höherer mechanischer Belastung oder elektrischer Leitfähigkeit ist Kupfer-Beryllium besser geeignet.
Anwendungsbereich: Der CuSn6 wird häufig in der Elektro-, Papier-, Zellstoff-, Textil- und Chemieindustrie sowie im Schiff-, Maschinen- und Apparatebau eingesetzt.
Federstahltyp CuBe2 / 2.1247 (CW101C)
Der CuBe2 ist ein niedriglegierter Kupfer-Beryllium-Federstahl mit einer höheren Festigkeit, guten Leitfähigkeit und guten mechanischen Eigenschaften. Der Federstahl aus Kupferberyllium CuBe2 hat eine gute Kälteunempfindlichkeit und eignet sich so für extrem tiefe Temperaturen bis in die Nähe des absoluten Nullpunktes.
Anwendungsbereich: Der CuBe2 wird gerne in der Elektro- und Ölindustrie, Meerestechnik, Aluminium-Druckguss und im Formenbau eingesetzt.
Warmfeste Federstahlsorten mit sehr guter Korrosionsbeständigkeit
Die Nickel-Basis-Legierungen haben aufgrund ihrer Zusammensetzung eine sehr hohe Warmfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Federstahltyp NiCr20Co18Ti / 2.4632 (Nimonic 90)
Der Federwerkstoff NiCr20Co18Ti 2.4632 / Nimonic 90 ist eine Nickel-Chrom-Kobalt-Legierung. Nimonic 90 Federstahl hat eine sehr gute Zeitstand- und Warmfestigkeit sowie eine gute Beständigkeit gegenüber Korrosion und Oxidation bei hohen Temperaturen. Dazu eignet sich dieser Federstahl für dynamische Hochtemperaturanwendungen.
Anwendungsbereich: Der Nimonic 90 wird häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie, für Hochtemperaturfedern und bei thermischen Verfahren eingesetzt.
Federstahltyp NiCr15Fe7TiAl / 2.4669 (Inconel X-750)
Der Federstahl NiCr15Fe7TiAl / 2.4669 / Inconel X-750 ist eine Nickel-Chrom-Eisen-Legierung mit Aluminium und Titanzusatz. Inconel X750 Federstahl hat eine hohe Zeitstand- und Warmfestigkeit bei hohen Temperaturen bis 600° C. Er ist korrosions- und oxidationsbeständig aber nicht so fest wie Nimonic 90. Da diese Nickel-Chrom-Legierung praktisch kobaltfrei ist, wird sie oft in der Reaktortechnik verwendet.
Anwendungsbereich: Inconel X-750 wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie, Reaktortechnik, bei Hochtemperaturfedern, Komponenten in Gasturbinen und thermische Verfahren eingesetzt.
Federstahltyp NiMo16Cr15Fe6W4 / 2.4610 (Hastelloy C4)
Der Federstahl NiMo16Cr15Fe6W4 / 2.4610 / Hastelloy C4 Nickel-Chrom-Molybdän- Legierung und erhält durch die Kombination von Chrom mit hohem Molybdängehalt eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen eine Vielzahl von chemischen Medien wie verunreinigte, reduzierende Mineralsäuren, Chloride und organische sowie anorganische chlorid-verunreinigte Medien. Durch die besondere chemische Zusammensetzung von Hastelloy C4 hat die Legierung eine gute Gefügestabilität und eine hohe Beständigkeit gegenüber Sensibilisierung.
Anwendungsbereich: Hastelloy C4 wird gerne für Federkomponenten bei anorganischen Chemikalien, in der Düngemittelindustrie, in Müllverbrennungsanlagen, in Chlorierungsanlagen und bei der Essigsäureproduktion eingesetzt.
Weitere detaillierte Eigenschaften, wie die Festigkeit (RM), max. Einsatztemperatur, das Elastizitätsmodul und G-Modul, sowie die Dichte, spez. elektr. Widerstand und das Preisverhältnis der vorgestellten Federwerkstoffe findet man hier.
