Was ist Federstahl?

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Deutschland

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Informationen zum Thema Federstahl

Als Federstahl werden Werkstoffe für die Herstellung technischer Federn bezeichnet. Eine technische Feder ist ein Bauteil, das die von außen aufgenommene Krafteinwirkung aufnehmen, speichern und dann auch wieder abgeben kann. Federstahl wird auch eingesetzt, wenn besondere Anforderungen an die Abriebfestigkeit oder Steifigkeit gestellt werden.

Technisch gesehen werden folgende Anforderungen an Federwerkstoffe gestellt:

hohe Elastizitätsgrenze:

  • d.h. welche Spannung hält der Werkstoff ohne bleibende Formänderung aus?
  • Anhaltspunkt ist hier die Streckgrenze Re sowie die techn. Dehngrenze Rp0,2

hohe Bruchdehnung und Brucheinschnürung

  • Bruchdehnung: Wie lange „fließt“ der Werkstoff, bis er bricht? D.h. Verlängerung in % bezügl. der Ausgangslänge
  • Brucheinschnürung: Veränderung des Ursprungsquerschnitts bis zum Bruch in %

günstige Zeitstand- und Dauerschwingfestigkeit

  • Zeitstandfestigkeit: Im Prinzip eine um Temperatur und Zeit erweiterte Zugfestigkeitsprüfung
  • Dauerschwingfestigkeit: Wie reagiert der Federwerkstoff auf ständig wechselnde maximale Spannungsausschläge, wann setzt eine plastische Verformung ein?

geringe Randendkohlung und eine saubere und rissfreie Oberfläche

  • (R. kann beim Abkühlen eines glühenden Werkstoffes vorkommen und macht die äußerste Schicht des Stahls weicher – ist bei Federstahl zu vermeiden)

Die Federeigenschaft wird bei Federstahl durch den Zusatz verschiedene Legierungselemente erreicht. Im Einzelnen kommen folgende Elemente zur Verwendung:

  • Silizium (Si)
  • Mangan (Mn)
  • Chrom (Cr)
  • Vanadium (V)
  • Molybdän (Mo)
  • bei nicht rostenden Federstählen auch Nickel (Ni)

Federstahl ist erhältlich als Stabstahl mit rundem oder flachem Querschnitt, als Draht, als Band oder als Blech.

Für die einzelnen Erzeugnisse gelten in der europäischen Union folgende Normen:

  • DIN EN 10089 Warmgewalzte Stähle für vergütbare Federn (Ersatz für DIN 17221)
  • DIN EN 10132-4 Kaltband aus Stahl für eine Wärmebehandlung, Federstähle und andere Anwendungen
  • DIN EN 10151 Federband aus nicht rostenden Stählen (mit DIN EN 10270-3 Ersatz für DIN 17224)
  • DIN EN 10270-1 Stahldraht für Federn; Patentiert-gezogener unlegierter Federstahldraht (Ersatz für DIN 17223-1)
  • DIN EN 10270-2 Stahldraht für Federn; Ölschlussvergüteter Federstahldraht (Ersatz für DIN 17223-2)
  • DIN EN 10270-3 Stahldraht für Federn; nicht rostender Federstahldraht (teilweiser Ersatz für DIN 17224)

Die entsprechenden Maßnormen sind in den Gütenormen aufgeführt. Die Verwendungsmöglichkeit von Federstahl ist genauso vielfältig wie die Anzahl der verfügbaren Werkstoffe. Beispiele sind Schrauben-, Spiral-, Ring-, Schenkel-, Drehstab-, Teller- oder Formfedern.

Je nach Verwendung und Werkstoff kann oder muss eine Wärmebehandlung des fertigen Teils vorher oder im Nachhinein erfolgen.

Bei Federn aus nicht rostenden Werkstoffen erfolgt häufig eine nachträgliche Wärmebehandlung (Spannungsarmglühen). Diese erhöht die Zugfestigkeit und die Streckgrenze; außerdem werden dadurch die inneren Spannungen im Draht verringert, die durch das Ziehen und Formen der Feder entstehen.

Hier finden Sie detaillierte Informationen zur Wärmebehandlung.

Hier finden Sie nähere Informationen speziell zu Federbandstahl.