Kundenspezifische Befestigungsmaterialien

Produktion 

Wir verarbeiten Mehr als 20 technische Legierungen aus 7 Materialfamilien, die im Inland innerhalb der industriellen Lieferkette Chinas bezogen werden, um wettbewerbsfähige Preise und Flexibilität zu gewährleisten.

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Stufe 1: Kohlenstoff- und legierter Stahl (Industriequalität)

42CrMo4 (AISI 4140 / GB 42CrMo)

Mechanische Eigenschaften (vergütet nach ASTM A193):

  • Zugfestigkeit: 1.000-1.200 MPa (entspricht Festigkeitsklasse 10.9/12.9)
  • Streckgrenze: 900-1.050 MPa (0,2% Offset gemäß ISO 6892-1)
  • Härte: 28-35 HRC (Standard), 32-39 HRC (Anwendungen mit hoher Ermüdung)
  • Schlagzähigkeit: 55-70 J bei 20°C (Charpy-V-Kerbe ISO 148-1)
  • Verlängerung: 12-16% (50 mm Messlänge)

 

Zeitfenster für die Wärmebehandlung:

  • Austenitisieren: 840-860°C → Ölabschrecken (Abkühlrate >20°C/s)
  • Anlassen: 540-660 °C für 1-2 Stunden (Härte/Zähigkeitsverhältnis anpassen)

Anwendungsbereiche: Turmbolzen für Windkraftanlagen (20+ Zyklen Ermüdungsfestigkeit), Motorhalterungen für Elektrofahrzeuge, Befestigungselemente für schwere Maschinen

35CrMo / 40Cr (Kostenoptimierter legierter Stahl)

Mechanische Eigenschaften (Q+T):

  • Zugfestigkeit: 900–1100 MPa | Streckgrenze: 750–950 MPa | HRC 25–32

Anwendungsbereiche: Batteriegehäuse, Fahrzeugchassis (nicht kritisch)

Stufe 2: Edelstahl (Korrosionsbeständigkeit)

Vergleich der Korrosionsbeständigkeit (ASTM B117 Salzsprühtest)

Material

Zusammensetzung (Cr-Ni-Mo)

PREN*

Salzsprühnebel (Std.)

Maximale Betriebstemperatur

304

18-8-0

18

500-800

400 °C

316L

17-12-2.5

24

1,200-1,500

600 °C

Doppelhaushälfte 2205

22-5-3

35

2,000-2,500

300 °C

Inconel 625

21-61-9 (Ni-Cr-Mo)

N / A

3,000

1090 °C

*PREN = Äquivalenzzahl für Lochfraßbeständigkeit: %Cr + 3,3×%Mo + 16×%N (höher = bessere Chloridbeständigkeit)

2.1 Edelstahl 316L (Marinequalität)

Chemische Zusammensetzung (ASTM A193):

C ≤ 0,03% | Cr: 16–18% | Ni: 10–14% | Mo: 2–3% | Mn ≤ 2% | Si ≤ 1%

Warum 316L statt 316? Niedriger Kohlenstoffgehalt (<0,03%) verhindert Sensibilisierung (Carbidausscheidung an Korngrenzen während des Schweißens/der Wärmeeinwirkung)

Mechanische Eigenschaften (lösungsgeglüht nach ASTM A240):

  • Zugfestigkeit: 520–670 MPa | Streckgrenze: 205–310 MPa | Bruchdehnung: ≥401 µT
  • Härte: HRB 70-90 (geglüht), kaltverformbar bis HRB 95+

Korrosionsmechanismen erklärt:

  • Mo (2-3%)-Zusatz: Verhindert Lochfraß in chloridhaltigen Umgebungen (Meerwasser, Enteisungssalze)
  • Passiv CrOSchicht: Selbstheilender Oxidfilm (2-10 nm Dicke)
  • Beständigkeit gegen Spaltkorrosion: 5-10-mal besser als 304 in verdeckten Bereichen

Anwendungsbereiche: Befestigungselemente für Offshore-Windkraftanlagen, Schiffsausrüstung, EV-Batteriepacks (10-15 Jahre Küstenexposition)

Verarbeitung: Kaltumformung (50-300 Stück/min), Passivierung (ASTM A967 Zitronensäure), Elektropolieren (Ra 0,1-0,3 μm)

2.2 Duplex 2205 (Austenit + Ferrit-Struktur)

Hauptvorteil: 2× Streckgrenze von 316L (450–550 MPa gegenüber 205–310 MPa) bei vergleichbarer Korrosionsbeständigkeit

Mechanische Eigenschaften (ASTM A182 F51):

  • Zugfestigkeit: 620–880 MPa | Streckgrenze: 450–550 MPa | PREN: 35 (gegenüber 24 bei 316L)

Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SCC): Überlegen gegenüber austenitischen Stählen der 300er-Serie (entscheidend für maritime Plattformen unter Zugbeanspruchung)

Anwendungsbereiche: Offshore-Plattformen, Entsalzungsanlagen, Chemikalientanker

Stufe 3: Aluminiumlegierungen (Leichtbaukonstruktionen)

Leistungsvergleich 7075-T6 vs. 6061-T6

Eigentum

7075-T6 (Zn-Mg-Cu)

6061-T6 (Mg-Si)

Prüfstandard

Zugfestigkeit

570 MPa

310 MPa

ASTM E8 / ISO 6892-1

Streckgrenze

505 MPa

275 MPa

0,2%-Offset-Methode

Dichte

2,81 g/cm³

2,70 g/cm³

Beide 64-65% leichter als Stahl

Bearbeitbarkeit

Gut (75%-Bewertung)

Ausgezeichnet (90%-Bewertung)

 

Korrosionsbeständigkeit

Gut (erfordert Anodisierung)

Gut (natürliches Oxid)

 

 

Anodisierungsleistung (Hartanodisierung Typ III gemäß MIL-A-8625):

  • Beschichtung: 50-75 μm Al₂O₃-Keramikschicht | Härte: 350-450 HV (vergleichbar mit Werkzeugstahl)
  • Salzsprühbeständigkeit: über 3.000 Stunden | Farben: Schwarz, Blau, Rot, Gold (organischer Farbstoff, UV-beständig 3-5 Jahre)

Maximale Drehmomentbegrenzung: 30-50 Nm (Größe M10) – nur für dekorative/mittlere Belastungen geeignet

Stufe 4: Titanlegierungen (Luft- und Raumfahrt-Premium)

Ti-6Al-4V (Klasse 5 gemäß ASTM B348)

Chemische Zusammensetzung:

Al: 5,5–6,75% | V: 3,5–4,5% | Fe ≤ 0,30% | O ≤ 0,20% | C ≤ 0,08%

N ≤ 0,05% | H ≤ 0,015% | Ti: Rest (~90%)

Mechanische Eigenschaften (geglüht nach AMS 4928):

  • Zug: 900-950 MPa | Ertrag: 830-880 MPa | Dichte: 4,43 g/cm³ (43% ist leichter als Stahl.)
  • HärteHRC 33-39 | Verlängerung: 10-14%
  • Festigkeits-Gewichts-Verhältnis: 203.000 (höchster Wert unter den gängigen Konstruktionsmetallen)

Temperaturverhalten:

  • Betriebstemperaturbereich: -200 °C bis +600 °C (kontinuierlich) | Schmelzpunkt: 1660 °C
  • Kraft bei 400°C: 750+ MPa (Stahl sinkt auf 400-500 MPa)

Korrosionsbeständigkeit: Passive TiO₂-Schicht (2–7 nm, selbstheilend) → unendliche Salzsprühbeständigkeit

Verarbeitungsherausforderungen gelöst:

  • Niedrige Wärmeleitfähigkeit (16 W/mK): Hochdruckkühlmittel 70–100 bar
  • Werkzeugverschleiß: PVD-beschichtetes Hartmetall (TiAlN), Schnittgeschwindigkeiten 40–60 m/min, 200–500 Teile/Wendeschneidplatte
  • Gewinde: Nur Fräsen (Walzen führt zu Fressen) | Toleranz: ±0,2 mm Teilkreisdurchmesser, Klasse 6g

Beispiel für Gewichtseinsparung: M8×25mm Schraube: Titan 4,5 g vs. Stahl 8,0 g = 540 g Einsparung pro 40-Schrauben-Motorkit

Anwendungsbereiche: Rennmotorenräume, Befestigungselemente für die Luft- und Raumfahrt, Premium-Ausführungen

Stufe 5: Nickel-Superlegierungen (Extreme Umgebungen)

Inconel 718 (aushärtbares Ni-Cr gemäß AMS 5662)

Chemische Zusammensetzung:

Ni: 50–55% | Cr: 17–21% | Fe: ~18% | Nb+Ta: 4,75–5,50% | Mo: 2,80–3,30%

Ti: 0,65–1,151 TP3T | Al: 0,20–0,801 TP3T | Co ≤ 11 TP3T | C ≤ 0,081 TP3T

Mechanische Eigenschaften (Lösungsgehärtet + gealtert nach ASTM B637):

  • RaumtemperaturZugfestigkeit 1.275–1.380 MPa | Streckgrenze 1.035–1.240 MPa | HRC 36–43
  • @ 650°CZugfestigkeit >900 MPa (Stahl <200 MPa bei dieser Temperatur)
  • Oxidationsgrenze980°C | KriechfestigkeitDimensionsstabilität unter Last bei 700°C

Festigkeitserhalt bei hohen Temperaturen:

Temperatur (°C) | Zugfestigkeit Inconel 718 | Zugfestigkeit 42CrMo4 | Vorteil

20 | 1.350 MPa | 1.100 MPa | Grundlinie

400 | 1.200 MPa | 600 MPa | +100%

650 | 950 MPa | 180 MPa | +428%

Anwendungsbereiche: Befestigungsschrauben für Turbolader (800-1000 °C Abgastemperatur), Strahltriebwerke, Industriegasturbinen

 Lagerverfügbarkeit: Inconel 718 Stangenmaterial (Ø8-50mm) wird aufrechterhalten für Schnelles Prototyping innerhalb von 1-2 Wochen (im Vergleich zu einer Beschaffungszeit von 4-6 Wochen)

Verarbeitung: Schnittgeschwindigkeiten von 15–30 m/min (gegenüber über 200 m/min bei Aluminium), Werkzeuge aus Keramik/neuem Hartmetall, Kühlmitteldruck 80–120 bar

Materialnormen-Querverweis

Unser Material

ASTM

EN

GB (China)

JIS

Anwendung

42CrMo4

A193 Klasse B7

EN 10083-3

GB 42CrMo

SCM440

Windkraftanlage, industriell

316L Edelstahl

A193 Klasse B8M Klasse 2

EN 1.4404

GB 022Cr17Ni12Mo2

SUS316L

Marine, Offshore

Ti-6Al-4V

B348 Klasse 5

EN 3.7165

GB TC4

TAB6400

Luft- und Raumfahrt, Rennsport

7075-T6 Al

B211

EN AW-7075

GB 7A04

A7075

Leichtbauweise

Inconel 718

B637 UNS N07718

EN 2.4668

GH4169

NCF718

Extreme Temperatur

Qualitätszertifizierungen und -prüfungen

Materialprüfung:

  • EN 10204 3.1 Werkszeugnisse (chemische Zusammensetzung, Chargen-/Heftrückverfolgbarkeit)
  • Wareneingangsprüfung mittels optischer Emissionsspektroskopie (OES).
  • Überprüfung der Legierungsgüte mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA).
  • Mechanische Prüfung: Zugprüfung (ASTM E8/ISO 6892-1), Härteprüfung (ASTM E18), Schlagprüfung (ISO 148-1)

Testhäufigkeit: 2 Zugproben + 5 Härtemessungen pro Produktionscharge

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Weit, weit entfernt, hinter den Wortbergen, fernab der Länder Vokalia und Consonantia, leben die Blindtexte. Getrennt voneinander leben sie in Bookmarksgrove direkt an der Küste.

Absolut. Unsere DFM-Prüfung identifiziert Kosteneinsparungspotenziale unter Beibehaltung Ihrer Designabsicht und unter Nutzung unserer STS T52-Fähigkeiten.

 Das Komplettpaket beinhaltet: Materialzusammensetzungsanalyse, Zugversuchsergebnisse, 3D-Scanberichte, Oberflächenrauheitsmessungen, Maßprüfung und fotografische Dokumentation.

Wir führen eine vollständige 100%-Prüfung mittels automatisierter optischer Sortierung durch – jedes einzelne Teil wird geprüft, nicht nur Stichproben. In Kombination mit 3D-Scanning und Ultraschall-Fehlererkennung garantieren wir die Lieferung fehlerfreier Teile.

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