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Werkstoffe für Lagerringe und Wälzkörper

Lagerstähle für durchgehende Härtung

Zum durchgehenden Härten wird am häufigsten ein Chromstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 1 % und einem Chromgehalt von 1,5 % nach ISO 683-17:1999 eingesetzt. Heute ist Kohlenstoffchromstahl aufgrund der ständig wachsenden Anforderungen an eine längere Lebensdauer der Lager einer der ältesten und am gründlichsten untersuchten Stähle. Die Zusammensetzung dieses Wälzlagerstahls stellt einen optimalen Kompromiss zwischen Herstellungs- und Anwendungseigenschaften dar. Dieser Stahl wird normalerweise martensitgehärtet oder bainitgehärtet und erreicht dabei eine Härte im Bereich von 58 bis 65 HRC.
In den letzten Jahren haben Entwicklungen der Verfahrenstechnik die Einführung strengerer Reinheitsspezifikationen ermöglicht, was sich deutlich auf Konsistenz und Qualität des SKF Lagerstahls auswirkte. Die Reduzierung des Sauerstoffgehalts sowie der schädlichen nicht metallischen Einschlüsse hat zu deutlich verbesserten Eigenschaften der Wälzlagerstähle geführt – den Stählen, aus denen die Lager der SKF Explorer-Klasse gefertigt werden.

Lagerstähle für die Induktionshärtung

Mit der Oberflächeninduktionshärtung kann die Laufbahn einer Komponente selektiv gehärtet werden, während der Rest der Komponente durch den Härtungsprozess nicht verändert wird. Von der Stahlqualität und den Fertigungsverfahren vor der Oberflächeninduktionshärtung hängen die Eigenschaften des nicht gehärteten Bereichs ab, das heißt, es können einer Komponente verschiedene Eigenschaften gegeben werden.
Ein Beispiel dafür sind die geflanschten Radnabenlagereinheiten (HBUs), bei denen die Eigenschaften des ungehärteten Flanschs so gewählt sind, dass Ermüdungsbruch vermieden wird, während die Laufbahn auf eine hohe Rollermüdungsfestigkeit ausgelegt ist.

Lagerstähle für das Einsatzhärten

Für SKF Wälzlager werden üblicherweise chromnickel- und manganchromlegierte Einsatzhärtungsstähle nach ISO 683-17:1999 mit einem Kohlenstoffgehalt von ungefähr 0,15 Prozent verwendet.
In Einsatzbereichen, in denen feste Passungen mit hoher Zugfestigkeit und hoher Beständigkeit gegen Stoßbelastungen gefordert sind, werden Lager mit einsatzgehärteten Ringen bzw. Wälzkörpern empfohlen.

Lager aus nichtrostendem Stahl

Die häufigsten nichtrostenden Stähle, die für SKF Lagerringe und Wälzkörper verwendet werden, sind die Wälzlagerstähle X65Cr14 nach ISO 683-17:1999 und X105CrMo17 nach der Norm EN 10088-1:1995 mit hohem Chromanteil.
Es sei darauf hingewiesen, dass in einigen Einsatzbereichen korrosionsbeständige Beschichtungen eine ausgezeichnete Alternative zu nichtrostenden Stählen sind. Die Eignung und Einsatzmöglichkeit alternativer Beschichtungen sind mit dem Technischen Beratungsservice von SKF abzuklären.

Hochtemperatur-Wälzlagerstähle

Je nach Lagerbauform bestehen Standardlager aus durchgehärteten und oberflächengehärteten Wälzlagerstählen mit einer maximalen empfohlenen Betriebstemperatur zwischen 120 und 200 °C (je nach Bauart). Die maximale Betriebstemperatur hängt direkt von der Wärmebehandlung bei der Fertigung der Komponenten ab.
Für Betriebstemperaturen bis 250 °C kann eine spezielle Wärmebehandlung (Stabilisierung) erfolgen. In diesem Fall muss die verringerte Tragfähigkeit des Lagers berücksichtigt werden.
Für Lager mit Betriebstemperaturen über 250 °C über längere Zeit sollten hoch legierte Stähle wie 80MoCrV42-16 nach ISO 683-17:1999 verwendet werden, weil sie ihre Lagereigenschaften und ihre Härte auch unter extremen Temperaturen beibehalten.
Zusätzliche Informationen über Hochtemperatur-Wälzlagerstähle erhalten Sie vom Technischen SKF-Beratungsservice.

Keramik

Für SKF Lagerringe und Wälzkörper wird als Keramik am häufigsten ein für Lager geeigneter Siliziumnitritwerkstoff verwendet. Das Material besteht aus feinen, gestreckten Körnern aus Beta-Siliziumnitrid in einer Glasphasen-Matrix. Dieser Werkstoff besitzt günstige Eigenschaften für Wälzlager, beispielsweise hohe Härte, geringe Dichte, geringer Wärmedehnungskoeffizient, hohe dielektrische Konstante und Unempfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern (siehe Tabelle).
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