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Massgeschneidertes Angebot statt Konfektionsware

Hochfester Stahl lässt sich flexibel modifizieren: Mit der Sorte «HSX90» bringt die Steeltec AG einen Stahl in den Markt, der sich spezifisch auf die individuellen Bedürfnisse der Anwender einstellen lässt. Trotz hoher Festigkeit und Druckdichtigkeit in der Anwendung verspricht er gute Zerspanungs-, Schweiss- und Kaltformeigenschaften.

Speziell in der Automobilindustrie liegen dünnwandige Bauteile und Anwendungen mit hoher Druckbeaufschlagung bei einer definierten Innen- und Aussendruckdichtigkeit im Trend. Sie kommen unter anderem in Assistenz- und Sicherheitssystemen – beispielsweise Airbags – zum Einsatz. Aber auch hochverdichtete Motoren, die aus Energiespar- und Umweltschutzgründen weltweit im Kommen sind, verlangen hochfeste und druckdichte Stähle.
Dieses Anforderungsprofil trifft vor allem auf bainitische Stähle zu. Genau deshalb hat der Spezialstahlanbieter Steeltec AG mit «HSX 90» einen neuen bainitischen Stahl ins Portfolio aufgenommen. Guido Olschewski, Leiter Qualitätsmanagement und Entwicklung bei Steeltec, erläutert seine Besonderheiten: «Um die flexibelste Stahllösung für eine Vielzahl von Bauteilen entwickeln zu können, haben wir mit HSX 90 einen modularen Werkstoff konzipiert. Eines der wichtigsten Merkmale zur Unterscheidung von anderen Stählen ist die gezielte Einstellung der mechanisch-technologischen Eigenschaften.»
So bewegt sich die Zugfestigkeit zwischen 700 und 1000 MPa, während die Bruchdehnung zwischen 10 und 20 Prozent variieren kann. Die genaue Einstellung der Stahleigenschaften erfolgt in Partnerschaft mit dem Anwender. Es handelt sich bei HSX 90 also nicht um einen Werkstoff von der Stange, betont Olschewski: «Mit der stärksten Stahllösung kann der Kunde seine Prozesse wirtschaftlicher gestalten und die Bauteilqualität erhöhen.»
Als Experte für hoch- und höherfeste Spezialstähle setzt die Steeltec AG, ein Unternehmen der Schmolz- und Bickenbach-Gruppe, bei der kundenindividuellen Optimierung des Werkstoffs auf sein Prozess-Know-how: Die hohe Varianz in den mechanisch-technologischen Eigenschaften erreicht man durch die Einstellung der Parameter beim Ziehen. «Bereits im Lieferzustand bringt der Spezialstahl hohe Festigkeiten mit und ist dennoch gut zerspanbar», sagt Entwicklungsleiter Olschewski. «Gleichzeitig eignet er sich für das Kaltformen, zum Beispiel von Gewinden, und das Schweissen. Letzteres macht ihn auch für komplexere Konstruktionen attraktiv.»
Um die Vorteile der Modularität für das Fertigungsverfahren zu nutzen, variiert Steeltec unter anderem die Dehnung. Dazu folgendes Beispiel: Eine Schneckenwelle, die in der Förder- und Antriebstechnik zum Einsatz kommt, wird häufig durch spanabhebende Verfahren hergestellt. Durch Reduzierung der Dehnung wird die Zerspanbarkeit verbessert. Schneckenwellen, die per Kaltformung gefertigt werden, benötigen dagegen eine hohe Dehnung des Werkstoffs.
In Bezug auf die Belastungen des Bauteils hält Steeltec Haigh- und Wöhler-Diagramme bereit, um die ideale Dauerschwingfestigkeit bei Druck- und Zugbelastung sowie die Betriebsfestigkeit im konkreten Anwendungsfall zu berechnen – auch relevant für hochbelastete Leichtbaukonstruktionen.
Eine weitere Besonderheit: HSX 90 eignet sich auch für weichmagnetische Anwendungen, beispielsweise im Bereich Magnetventile oder für Bauteile in Elektromotoren. Der spezifische elektrische Widerstand ist bei entsprechender Optimierung des Stahls relativ hoch; das reduziert die Energieverluste bei Wechselstromanwendungen.
«Störende Einschlüsse im Stahl könnten die Zuverlässigkeit des Materials mindern. Daher haben wir uns für einen Basiswerkstoff mit einem sehr reinen, bainitischen Gefüge entschieden», sagt Olschewski. «Damit vermeiden wir Rissbildung und erreichen eine ausgezeichnete Formbarkeit. Ausserdem eignet sich der Werkstoff hervorragend für präzise Schweissarbeit, zum Beispiel per Laser.» Das Fundament für den HSX 90 bildet übrigens ein bainitischer Werkstoff der Swiss Steel AG, eines Schwesterunternehmens von Steeltec.
Derzeit wird die normative Verankerung unter der Werkstoffnummer 1.5519 in die Wege geleitet. Sie soll Anwendern helfen, die Genehmigung des HSX 90 für die Produktion zu vereinfachen. Die neue Stahlsorte ist als Stabstahl in Abmessungen von 4,15 bis 36,0 mm bei Steeltec zu beziehen. •

Steeltec AG
6020 Emmenbrücke, Tel. 041 209 56 19
info@steeltech.ch


HSX 90: Erfolgreicher Einsatz
Erfolgreich wurde der HSX-90-Stahl schon für die Hülse im Airbag getestet, die das Treibmittel zum Aufblasen des Kissens in sich trägt. Bis zum Auslösen des Airbags steht sie permanent unter Hochdruck. Um das
filigrane Bauteil zu fertigen, wird ein Loch in den Stabstahl gebohrt. HSX 90 erlaubt, die Hülse innerhalb kürzester Zeit zu verschweissen, damit das eingebrachte Treibmittel nicht entweichen kann.



Bainitischer Stahl
Bainit (benannt nach dem US-amerikanischen Metallurgen Edgar C. Bain) ist ein Gefüge, das bei der Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigem Stahl durch isotherme Umwandlung oder kontinuierliche Abkühlung entstehen kann. Durch das Bainitisieren werden Eigenspannungen vermindert und wird die Zähigkeit erhöht, sodass sich dieses Verfahren für rissempfindliche Stähle und kompliziert geformte Bauteile anbietet.
(Quelle: Wikipedia)