Kleine Metallverschlüsse

Bei der Herstellung kleiner Metallbefestigungen kommt meist ein mehrstufiger Kaltstauchumformprozess zum Einsatz. Der Walzdraht wird in einem Schritt durch Prozesse wie Schneiden, Vorstauchen, Endstauchen und Gewindewalzen geformt. Der Materialausnutzungsgrad liegt bei über 92 % und liegt damit etwa 30 % höher als bei der spanabhebenden Bearbeitung. Gemäß dem Rockwell-Härtetest ASTM E18 kann die Oberflächenhärte des Verbindungselements nach dem Kaltstauchhärten HRC 38 bis 42 erreichen, während die Kernhärte bei HRC 28 bis 32 bleibt. Dieser Härtegradient berücksichtigt die Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit des Gewindes. Die Oberflächenrauheit gerollter Gewinde kann Ra 0,4 Mikrometer erreichen, und die Tiefe der erzeugten Druckspannungsschicht beträgt etwa 0,1 Millimeter. Laut dem axialen Ermüdungstest ASTM E466 ist die Ermüdungsgrenze von gerollten Gewinden etwa 40 % höher als die von Schneidgewinden. Wenn die Spannungsamplitude 100 MPa beträgt, kann die Ermüdungslebensdauer mehrere zehn Millionen Zyklen erreichen. Dies sorgt dafür, dass kleine Befestigungselemente in Halterungen von Hochgeschwindigkeitsmotoren oder Präzisionsübertragungsketten eine hervorragende Bruchsicherheit bieten.

In Umgebungen mit feuchten oder chemischen Medien kann anstelle der herkömmlichen Verzinkung für kleine Metallbefestigungen eine Zink-Nickel-Legierung oder eine Dacromet-Beschichtung verwendet werden, um den Wartungszyklus zu verlängern. Laut dem neutralen Salzsprühtest ASTM B117 dauert es bei einer Dicke der Zink-Nickel-Legierungsschicht von acht bis zwölf Mikrometern mehr als eintausend Stunden, bis der erste rote Rost auftritt, während die herkömmliche Zinkbeschichtung nur vierhundertachtzig Stunden halten kann, was die Korrosionsbeständigkeit mehr als verdoppelt. Gleichzeitig liegt der Reibungskoeffizient der mit Dacromet- beschichteten Befestigungsoberfläche gemäß der in DIN 946 festgelegten Methode zur Messung des Reibungskoeffizienten stabil im Bereich von 0,08 bis 0,14, was deutlich niedriger ist als die 0,15 bis 0,22 einer herkömmlichen Phosphatierungsbehandlung. Dadurch wird die Streuung des Anzugsdrehmoments verringert und die Abweichung der Voranzugskraft der Baugruppe innerhalb von plus/minus acht Prozent kontrolliert. Darüber hinaus können diese Beschichtungen auch bei hohen Temperaturen von 200 Grad Celsius ihre chemische Stabilität beibehalten und eignen sich für Schraubverbindungen rund um Motoren oder HVAC-Geräte, die nicht nur die Korrosionsschutzanforderungen erfüllen, sondern auch die Kontrollierbarkeit der Montage berücksichtigen.

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