Welches Metall eignet sich am besten für die Herstellung von Federn?

Federmaschine

Die Wahl des richtigen Metalls für Federn hängt von den Anwendungsanforderungen ab – wie viel Kraft hält es aus? Wird es rosten? Wird die Arbeitsumgebung heiß sein? Muss es Strom leiten? Hier sind die Eigenschaften häufig verwendeter Materialien:

1. Champion: Federstahl – stark und erschwinglich

Kohlenstoffreicher Stahl:

Die gebräuchlichste Art von Federdraht. Ein hoher Kohlenstoffgehalt, wie die starken Muskeln eines Bodybuilders, führt zu großer Kraft (gute Elastizität). Der Nachteil besteht darin, dass es leicht rostet und zum Schutz im Allgemeinen eine Verzinkung oder Ölung erforderlich ist. Es wird häufig in Stoßdämpfern von Autos und dicken Federn in Matratzen verwendet.

Musikdraht/Klavierdraht:

Die „Spezialkräfte“ aus Federstahl. Auch mit hohem Kohlenstoffgehalt, aber mit weniger Verunreinigungen, einer gleichmäßigeren Textur und erstklassiger Elastizität und Ermüdungsbeständigkeit. Wird für wichtige kleine Federn in Präzisionsinstrumenten und Kleingeräten (z. B. Motorbürstenfedern) sowie für Gitarrensaiten verwendet.

Chrom-Vanadium/Chrom-Silizium-Stahl:

Eine verbesserte Version von Federstahl mit Zusatz von Chrom, Vanadium oder Silizium. Festigkeit vergleichbar mit Klavierdraht, schlagfester, ermüdungsbeständiger und leicht hitzebeständig. Wird häufig in Ventilfedern und Sicherungsringen für wichtige Werkzeuge (z. B. Schraubenschlüssel) in Kraftfahrzeugmotoren verwendet.

2. Rostschutz-Experte: Edelstahl – feuchtigkeitsbeständig und pflegeleicht.

Edelstahl 304:

Das gebräuchlichste Federmaterial ist Edelstahl. Hervorragende Rostbeständigkeit (geeignet für Küchen- und Badezimmerumgebungen), korrosionsbeständig und preisgünstig. Wird für Federn in Alltagsgegenständen (Wasserhahnventilkerne, Küchenutensilienklammern) und Industriefedern verwendet, die keine übermäßige Festigkeit erfordern.

Edelstahl 316:

Ein hochwertigeres, rostbeständiges Material in Marinequalität als 304. Besonders beständig gegen Salzwasser und chemische Korrosion. Wird für Federn in Küstenausrüstung, medizinischen Geräten und chemischen Geräten verwendet.

17-7PH / 301 Edelstahl:

Diese Art von Edelstahl kann durch eine spezielle Behandlung (Lösungsalterung) sowohl hart als auch elastisch werden und sich dem Niveau von Federstahl annähern, ohne zu rosten. Einsatz in anspruchsvollen und rostempfindlichen Anwendungen (Präzisionsinstrumente, Flugzeugteile).

3. Leitfähigkeitsexperten: Kupferlegierungen – müssen leitfähig, nicht magnetisch und nicht funkenbildend sein.

Phosphorbronze:

Kupfer-Zinn-Phosphor. Gute Leitfähigkeit, hohe Elastizität, außergewöhnliche Ermüdungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Wird häufig in Kontaktfedern, Anschlussstiften und Präzisionsinstrumenten für elektrische Schalter verwendet.

Berylliumkupfer:

Der „König der Federn“ unter den Kupferlegierungen. Nach der Wärmebehandlung hat es eine extrem hohe Elastizitätsgrenze (extrem fest), eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, ist völlig funkenfrei und korrosionsbeständig. Der Nachteil ist der höhere Preis. Wird in Umgebungen verwendet, in denen Funken und Explosionen ein Problem darstellen (Öl- und Bergbauwerkzeuge), für elektronische Kontakte, die eine extrem hohe Zuverlässigkeit erfordern, und für High-End-Steckverbinder.

Messing: Kupferzink.

Gute Leitfähigkeit, kostengünstig und leicht zu verarbeiten, aber seine Elastizität und Ermüdungsbeständigkeit sind nicht so gut wie bei Phosphorbronze und Berylliumkupfer. Geeignet für kleine leitfähige Federn oder Zierfedern mit geringeren Anforderungen (z. B. bei Kugelschreibern).

4. Hitzebeständige Helden: Hochtemperaturlegierungen – Hält extremen Temperaturen und sogar im Inneren von Motoren stand.

Inconel/Hastelloy:

„Supermetalle“ auf Nickelbasis. Äußerst beständig gegen hohe Temperaturen und Korrosion und behalten ihre Festigkeit auch bei hohen Temperaturen. Sie werden in Hochtemperatur- und Hochdruckanwendungen wie Blattfedern von Strahltriebwerken, Raketen und Kernkraftwerken eingesetzt und sind extrem teuer.