Werkstoffe sind Materialien, meist im festen Aggregatzustand, die in technischen Prozessen zu Bauteilen, Produkten oder Konstruktionen verarbeitet werden. Sie bilden die Grundlage für Maschinenelemente wie Spindeln, Muttern, Lager oder Gehäuse. Durch ihre spezifischen Eigenschaften bestimmen sie maßgeblich die mechanische, thermische und chemische Leistungsfähigkeit eines Bauteils und beeinflussen damit Festigkeit, Verschleiß, Lebensdauer und Belastbarkeit.
Die Wahl des Werkstoffs wirkt sich auf folgende Eigenschaften aus:
- Festigkeit und Belastbarkeit (Zug, Druck, Biegung, Torsion)
- Härte und Verschleißbeständigkeit
- Elastizität und Steifigkeit
- Korrosionsbeständigkeit
- Belastbarkeit
- Wärmeleitfähigkeit und Temperaturbeständigkeit
Typische Werkstoffe im Maschinenbau
- Stähle: hochfest, gehärtet oder vergütet, z.B. für Spindeln und Muttern
- Edelstähle: korrosionsbeständig, für hygienische oder feuchte Umgebungen
- Bronze und Messing: verschleißarm, oft für geringe Lasten oder hygienische Anwendungen
- Aluminium: leicht, korrosionsbeständig, oft für Gehäuse oder bewegte Bauteile
Praxisbezug
- Kugelgewindetriebe: Spindel aus gehärtetem Stahl, Mutter aus Bronze oder Stahl
- Trapezgewindetriebe: gehärtete Stahlspindel, Gleitmutter aus Bronze
- Schmier- und Verschleißverhalten: Werkstoffwahl beeinflusst Schmiermittelbedarf und Lebensdauer
Kugelgewindetrieb
Spindel
| Werkstoff Nr. | 1.1213 (Cf53) | 1.7225 (42 CrMo4) | 1.7228 (50CrMoH) | 1.4112 (+90CrMoU18) |
|---|---|---|---|---|
| Oberflächenhärte | 60 +2 HRC | 60 + 2 HRC | 60 + 2 HRC | 56 – 60 HRC |
| Zugfestigkeit Rm | 600 N/mm² | 900 N/mm² | 900 N/mm² | |
| Streckgrenze Rp | 400 N/mm² | 600 N/mm² | 600 N/mm² |
Mutter
| Werkstoff Nr. | 1.3536 (100CrMo7 – 3) | 1.4112 (+90CrMoU18) |
|---|---|---|
| Härte | 61 + 2 HRC | 56 – 60 HRC |
| Zugfestigkeit Rm | 690 N/mm² | |
| Streckgrenze Rp | 390 N/mm² | |
| Hart bis Rm | 1800 N/mm² |
Werkstoff-Spezifikation für Werkstoff Nr. 1.3536, Bezeichnung nach DIN 17 006.
Kugeln
100 Cr 6 oder Keramik Genauigkeit Güteklasse G 5 oder G 10 (höchste Genauigkeitsklasse) nach DIN 5401, Härte 63 ± 3 HRC.
Gleitgewindetriebe
| Stahl | Rostfrei | Ne Metalle | Kunststoffe |
|---|---|---|---|
| St52-3 / S355J2G3C | 1.4021 | Ms58 + Ms60 (CuZn40Pb2) | Nylatron = schwarz |
| C15 | 1.4057 | Rg7 (GC-CuSn7ZnPb) | Delrin = natur-weiß |
| C35 | 1.4104 | Gbz12 (GG-CuSn12Pb) | |
| C45 | 1.4112 | CuZn40Al2 | |
| C45 gechl. | 1.4301 | CuAl10Ni | |
| 42CrMo4 | 1.4305 | AlCuMgPbF38 (Alu) | |
| 16MnCr5 | 1.4401 / 1.4404 | AlMgSi1 | |
| 31CrMoV9 | 1.4571 | PAN – Bronze | |
| EGT25 | |||
| EGT88 | |||
| EGT100/geschl. |