Wälzlager
Schaeffler verdoppelt Gebrauchsdauer
Mit Mancrodur carbonitriert will Schaeffler einen lange bestehenden Zielkonflikt in der Entwicklung von Wälzlagerwerkstoffen lösen: Der neue Stahl in Kombination mit der Wärmebehandlung Carbonitrieren soll sowohl eine große Oberflächenhärte als auch eine im Vergleich zu anderen Stählen hohe Duktilität bieten. Dies würde insbesondere bei Mangelschmierung bzw. Verschmutzung eine Verdopplung der Gebrauchsdauer mit Wälzlagern aus Mancrodur bedeuten.
Mancrodur carbonitriert verfügt über eine außergewöhnliche Kombination an Eigenschaften, die diesen Wälzlagerwerkstoff für besonders schwierige Umgebungsbedingungen prädestinieren: Durch die Wärmebehandlung – eine Kombination aus Aufkohlen und Nitrieren – sind die Oberflächen der Mancrodur-Lager zum einen hart und verschleißfest. Zum anderen entstehen bei Mancrodur carbonitriert feine und kugelförmige Carbide, die gleichmäßig im Material verteilt und wenig auf die Korngrenzen konzentriert sind. Das Risiko lokaler Schwachstellen ist verringert. Die Laufbahnoberfläche wird so nicht nur härter und verschleißfester, sondern auch duktiler.
Damit ist Mancrodur trotz seiner großen Oberflächenhärte in der Lage, Aufwürfe der Laufbahn durch eingedrückte Fremdpartikel einzuebnen. Die Materialermüdung wird erheblich verzögert, die Rissbildung verhindert und die Gebrauchsdauer deutlich verlängert. Bei Mangelschmierung erhöht sich aufgrund der höheren Reibung lokal die Temperatur des Materials. Im Vergleich zu anderen Stählen ist der temperaturbedingte Festigkeitsabfall bei Mancrodur kleiner, so dass die Gefahr lokaler Überlastung durch Mangelschmierung deutlich verringert ist.
In Zahlen bedeutet das laut Schaeffler: Unter normalen Schmierbedingungen (Vollschmierung) soll sich die Tragzahl um 30% steigern, verglichen mit einem Standard-Werkstoff. Dies wäre gleichbedeutend mit einer Erhöhung der nominellen Lebensdauer um 240%.
Zum Hintergrund
Seit jeher versuchen Werkstofftechnologen Wälzlagerstähle unempfindlicher gegenüber Mischreibung oder Verschmutzung mit Fremdpartikeln zu machen. Dies sind Bedingungen wie sie beispielsweise in der Stahlindustrie, dem Bergbau oder auch in der Bahntechnik vorkommen. Stark reduzierte Gebrauchsdauern der Lager oder frühzeitige Ausfälle können dort sehr hohe Folgekosten verursachen. Der zu lösende Zielkonflikt: Einerseits müssen die Laufbahnen sehr hart, verschleißfest und tragfähig sein. Andererseits sollten sie die eingebrachten Verformungen durch harte Fremdpartikel beim Überrollen gut tolerieren und gegebenenfalls einebnen können. cs
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