Fast alleMotorwelleDie Frage endet hier: Welcher Stahl? Die ehrliche Antwort lautet: Es gibt keine Bestnote, sondern nur die beste Übereinstimmung. Eine Pumpenwelle, die in feuchter Luft lebt, und eine Antriebswelle, die das Drehmoment tausendmal pro Stunde umkehrt, versagen auf völlig unterschiedliche Weise. Dieser Leitfaden vergleicht die von Guanshuo tatsächlich absolvierten Klassen und zeigt Ihnen, wie Sie eine auswählen können.
Käufer öffnen oft mit einem Sortennamen. Eine bessere Eröffnung ist der Fehler, den Sie verhindern möchten. Wellen versagen auf vier Arten, und jede weist auf eine andere Stahlfamilie hin.
Es lohnt sich, an diesem letzten Punkt festzuhalten. Die Verbesserung des Stahls verhindert nicht, dass sich eine Welle verbiegt. Alle Stähle haben praktisch die gleiche Steifigkeit. Wenn Durchbiegung Ihr Problem ist, ändern Sie den Durchmesser, nicht die Legierung.
Bei 1045 beginnen die meisten Schächte und dort sollten die meisten bleiben. Es verfügt über genügend Festigkeit für den allgemeinen Einsatz, lässt sich vorhersehbar bearbeiten und erfordert eine Induktionshärtung der Lagerzapfen, wenn eine gewisse Verschleißfestigkeit erforderlich ist. Es ist auch mit Abstand die günstigste Option auf dieser Seite.
4140 ist die Note, die man erreichen sollte, wenn 1045 nicht ausreicht. Chrom und Molybdän ermöglichen eine Durchhärtung auf eine hohe Festigkeit, während die Zähigkeit im Kern erhalten bleibt. Diese Kombination verhindert Ermüdungsrisse bei wiederholten Lastwechseln, was genau die Aufgabe ist, die eine Elektro- oder Servowelle übernimmt.
4340 fügt Nickel hinzu und geht noch einen Schritt weiter. Es ist stärker und härtet tiefer aus, was bei Schäften mit großem Durchmesser von Bedeutung ist, bei denen 4140 in der Mitte weich bleiben würde. Da es teurer ist, ist es der schwersten Beanspruchung vorbehalten.
Ein vollständiges Bild davon, wie sich diese Sorten in einem Traktionsmotor verhalten, finden Sie imEV-Rotorwellenführung.
Diese Note löst einen bestimmten Konflikt. Ein Spline benötigt eine harte Oberfläche, damit sich die Zähne nicht abnutzen, aber ein harter Kern wäre spröde und würde bei Stößen brechen. Durch das Aufkohlen von 20CrMnTi entsteht ein hartes, kohlenstoffreiches Gehäuse über einem weichen, zähen Kern. Sie erhalten Verschleißfestigkeit auf der Außenseite und Stoßdämpfung auf der Unterseite.
Es ist die Standardwahl für Verzahnungen und stark beanspruchte Keilverzahnungen. Der Kompromiss besteht in der Prozesszeit, da das Aufkohlen langsamer und aufwändiger ist als ein reines Abschrecken und Anlassen.
Edelstahl ist kein Festigkeits-Upgrade. Es handelt sich um eine Korrosionslösung, und es kostet normalerweise Kraft, dorthin zu gelangen. Wählen Sie eine Edelstahlsorte nur dann, wenn die Welle Wasser, Dampf, Chemikalien oder einem Waschzyklus ausgesetzt ist. GuanshuosGlatte Wellen aus Edelstahlläuft in drei Jahrgangsstufen.
Gute Korrosionsbeständigkeit, sauber und leicht hygienisch zu halten. Es kann nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden und bleibt daher relativ weich. Gut, wenn die Ladung bescheiden ist und Sauberkeit wichtig ist.
Durch den Molybdänzusatz wird die Beständigkeit gegen Chloride und Lochfraß deutlich verbessert. Dies ist die Sorte für Salz, Meerwasser, aggressivere Chemikalien und medizinische Geräte, bei denen Sterilisationszyklen Routine sind.
420 ist der Kompromissgrad. Da es martensitisch ist, reagiert es auf Wärmebehandlung und erreicht HRC 48 bis 55, sodass es einen wirklich harten Zapfen ergibt und dennoch korrosionsbeständig ist. Seine Korrosionsbeständigkeit liegt unter 304 und deutlich unter 316L, aber für eine Nassanwendung, die auch eine harte, verschleißfeste Oberfläche erfordert, ist es oft die einzig sinnvolle Lösung.
Führen Sie diese fünf Fragen von oben durch. Über die Note entscheidet in der Regel der erste, der ein „Ja“ gibt.
Wellenzeichnungen geben die Härte in zwei Maßstäben an, und ihre Verwechslung führt zu echter Verwirrung bei der Angabe. Brinell, geschrieben als HB, wird für weichere, durchgehärtete Bedingungen verwendet. Rockwell C, geschrieben HRC, wird für gehärtete Oberflächen verwendet. Grob gesagt endet die HB-Skala dort, wo die HRC-Skala nützlich wird.
| Zustand | Typische Härte | Was es liefert |
|---|---|---|
| Gehärtet 1045 oder 4140 | HB 220 bis 260 | Ausgewogene Festigkeit, dennoch bearbeitbar |
| Induktionsgehärtetes Journal | HRC 40 bis 50 | Verschleißfestigkeit nur an der Oberfläche |
| Vergütete Legierung | HRC 42 bis 48 | Festigkeit und Ermüdungslebensdauer im gesamten Abschnitt |
| Gehärteter 420er Edelstahl | HRC 48 bis 55 | Harter Zapfen plus Korrosionsbeständigkeit |
| Oberfläche in Spindelqualität | HRC 60 bis 65 | Maximale Verschleißfestigkeit für Hochgeschwindigkeitsspindeln |
Eine Regel spart viel Ausschuss. Geben Sie die Härte am Merkmal und nicht am Teil an. Eine Zeichnung mit der Aufschrift „Härten auf HRC 55“, ohne den Ort zu nennen, lädt eine Werkstatt dazu ein, eine Welle durchzuhärten, für die nur ein harter Zapfen erforderlich war. Einzelheiten zum Zusammenwirken von Härten und Schleifen finden Sie imKomplettlösung zur Präzisionswellenbearbeitung.
Der gleiche Stahl trägt unterschiedliche Namen, je nachdem, wo die Zeichnung geschrieben wurde. Dies sind die Paare, die bei Exportarbeiten am häufigsten vorkommen.
| China GB | US AISI/SAE | EN / DIN | Japan JIS |
|---|---|---|---|
| 45# | 1045 | C45 / 1.0503 | S45C |
| 40Cr | 5140 | 41Cr4 / 1.7035 | SCr440 |
| 42CrMo | 4140 | 42CrMo4 / 1.7225 | SCM440 |
| 40CrNiMoA | 4340 | 34CrNiMo6 / 1.6582 | SNCM439 |
| 20CrMnTi | 8620 (nah) | 20MnCr5 / 1.7147 | SCM420 (nah) |
| 0Cr18Ni9 | 304 | 1.4301 | SUS304 |
| 00Cr17Ni14Mo2 | 316L | 1.4404 | SUS316L |
| 4Cr13 | 420 | 1.4034 | SUS420J2 |
Guanshuo verarbeitet 45#-Kohlenstoffstahl, 40Cr- und 4140-Legierung, 20CrMnTi-Einsatzstahl sowie 304, 316L, 316 und 420 Edelstahl als Standard-Lagergüten. Jeder Stab wird bei der Ankunft vor dem einzelnen Schnitt anhand seines Mühlenzertifikats überprüft, da eine Sortenverwechslung erst beim Härten festgestellt wird, wenn die Bearbeitungsstunden bereits abgelaufen sind.
Die Wärmebehandlung erfolgt im eigenen Haus, sodass die Route an die Güteklasse und nicht an die Angebote eines Subunternehmers angepasst werden kann. Fertige Wellen werden auf ISO G2,5 oder besser ausgewuchtet, wenn die Anwendung dies erfordert, und auf G0,1 bis G0,4 bei Hochgeschwindigkeitsarbeiten.
Glatter Edelstahlschaft 
Standard-Motorwelle 
Reduziermotorwelle 
Evolventen-Keilwelle 
Hohle Motorwelle 
Geschliffener, glatter Schaft
Ist 4140 für eine Motorwelle immer besser als 1045?
Nr. 4140 ist stärker und hat eine längere Lebensdauer, ist jedoch teurer und schwieriger zu bearbeiten. Wenn die Welle an einem trockenen Ort unter konstanter Belastung läuft, erledigt 1045 die Arbeit für weniger Geld. 4140 verdient seinen Preis, wenn das Drehmoment häufig umkehrt, die Drehzahl hoch ist oder eine Ermüdungslebensdauer gefordert ist. Passen Sie die Stahlsorte an den Einsatzzweck an, anstatt standardmäßig den stärkeren Stahl zu verwenden.
Welcher Edelstahl eignet sich am besten für eine Motorwelle?
Es kommt darauf an, was Sie neben der Korrosionsbeständigkeit benötigen. 304 eignet sich für den sauberen, nassen und leichten Einsatz. 316L ist die Wahl, wenn es um Chloride, Salz oder medizinische Sterilisation geht. 420 ist martensitisch, härtet also auf HRC 48 bis 55 aus und ergibt einen harten Zapfen, allerdings auf Kosten einer geringeren Korrosionsbeständigkeit als 304 oder 316L.
Verhindert ein stärkerer Stahl, dass sich mein Schaft verbiegt?
Nein. Alle Stähle haben fast die gleiche Steifigkeit, sodass sich die Durchbiegung kaum ändert, wenn man die Güte ändert. Das Biegen wird durch die Geometrie gesteuert. Erhöhen Sie den Wellendurchmesser, verkürzen Sie die freitragende Spannweite oder verschieben Sie die Lagerpositionen. Bewahren Sie die Legierungsaufrüstung für Ermüdungs- und Verschleißprobleme auf.
Wofür wird 20CrMnTi auf einer Welle verwendet?
Es handelt sich um einen Einsatzstahl, der dort eingesetzt wird, wo Getriebezähne oder stark beanspruchte Keilverzahnungen in die Welle geschnitten werden. Durch das Aufkohlen entsteht ein hartes, verschleißfestes Gehäuse über einem zähen Kern, so dass die Zähne dem Verschleiß standhalten, während der Körper weiterhin Stöße absorbiert. Für ein einfaches Journal ist induktionsgehärtetes 1045 oder 4140 normalerweise ein besserer Wert.
Kann Guanshuo eine Note empfehlen, wenn ich nur die Bewerbung kenne?
Ja. Senden Sie Drehmoment, Drehzahl, Umgebung und etwaige Verschleiß- oder Korrosionsprobleme. Das Ingenieurteam schlägt eine Güte- und Wärmebehandlungsroute vor und bestätigt diese dann auf der Zeichnung vor der Produktion. Guanshuo führt standardmäßig 45#, 40Cr, 4140, 20CrMnTi sowie 304, 316L und 420 Edelstahl.
Senden Sie den Auftrag, nicht nur die Zeichnung. Drehmoment, Geschwindigkeit, Umgebung und erwartete Lebensdauer reichen aus, damit das Guanshuo-Ingenieurteam eine Güteklasse, eine Wärmebehandlungsroute und einen Preis vorschlagen kann.
Fragen Sie einen Ingenieur Oder erreichen Sie das Team unterKontaktseite.
