Hallo! Als Lieferant von Kerbstiften werde ich oft gefragt, woraus diese kleinen Kerle bestehen. Tauchen wir also gleich in die chemische Zusammensetzung von Kerbstiften ein.
Die Grundlagen von Kerbstiften
Zunächst einmal sind Kerbstifte äußerst nützliche Befestigungselemente. Sie werden in allen möglichen Branchen eingesetzt, von der Automobilindustrie bis zur Elektronik. Ihr einzigartiges Design mit Rillen ermöglicht einen festen Sitz in Löchern, weshalb sie so beliebt sind.
Gängige Materialien und ihre chemische Zusammensetzung
Stahl
Stahl ist einer der gebräuchlichsten Werkstoffe für Kerbstifte. Die meisten der auf dem Markt erhältlichen Stahlkerbstifte bestehen aus Kohlenstoffstahl. Kohlenstoffstahl enthält hauptsächlich Eisen (Fe) und Kohlenstoff (C). Der Kohlenstoffgehalt liegt üblicherweise zwischen 0,05 und 2,1 Gew.-%. Ein wenig Kohlenstoff kann viel dazu beitragen, den Stahl stärker und härter zu machen. Aber zu viel Kohlenstoff kann es spröde machen.
Neben Eisen und Kohlenstoff kann Kohlenstoffstahl auch geringe Mengen anderer Elemente enthalten. Mangan (Mn) wird häufig im Bereich von 0,25 % bis 1,65 % zugesetzt. Es trägt zur Verbesserung der Festigkeit und Härte des Stahls bei und unterstützt außerdem den Entoxidationsprozess während der Herstellung. Silizium (Si) kann in einer Menge von etwa 0,1 % bis 0,6 % vorhanden sein. Es wirkt als Desoxidationsmittel und kann außerdem die Festigkeit und Härte erhöhen.
Es gibt auch einige Spurenelemente wie Schwefel (S) und Phosphor (P). Diese gelten in der Regel als Verunreinigungen und ihr Gehalt wird so gering wie möglich gehalten. Schwefel kann dazu führen, dass der Stahl bei hohen Temperaturen spröde wird, während Phosphor ihn bei niedrigen Temperaturen spröde machen kann.
Edelstahl ist eine weitere Stahlsorte, die für Kerbstifte verwendet wird. Neben Eisen, Kohlenstoff, Mangan und Silizium enthält Edelstahl eine erhebliche Menge Chrom (Cr), normalerweise mindestens 10,5 %. Chrom verleiht Edelstahl seine korrosionsbeständigen Eigenschaften. Wenn es Sauerstoff ausgesetzt wird, bildet es eine dünne, schützende Oxidschicht auf der Stahloberfläche, die weitere Korrosion verhindert. Auch Edelstahl wird häufig Nickel (Ni) zugesetzt, typischerweise im Bereich von 2 % bis 20 %. Es trägt dazu bei, die Duktilität und Zähigkeit des Edelstahls zu verbessern.
Messing
Messing ist eine Legierung aus Kupfer (Cu) und Zink (Zn). Der Kupfergehalt in Messing kann stark variieren, normalerweise zwischen etwa 55 % und 95 %. Der Rest ist Zink. Das genaue Verhältnis von Kupfer zu Zink bestimmt die Eigenschaften des Messings. Beispielsweise ist Messing mit einem höheren Kupfergehalt formbarer und weist eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf.
Messing enthält in geringen Mengen auch einige andere Elemente. Blei (Pb) wird manchmal in geringen Mengen zugesetzt, normalerweise weniger als 3 %. Es verbessert die Bearbeitbarkeit des Messings. Es kann auch Zinn (Sn) vorhanden sein, was die Korrosionsbeständigkeit insbesondere in Meeresumgebungen verbessern kann.
Wie sich die chemische Zusammensetzung auf die Leistung auswirkt
Stärke
Die chemische Zusammensetzung hat großen Einfluss auf die Festigkeit von Kerbstiften. Bei Stahlstiften ist der Kohlenstoffgehalt ein wesentlicher Faktor. Wie ich bereits erwähnt habe, kann eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts die Festigkeit und Härte des Stahls erhöhen. Ist der Wert jedoch zu hoch, kann der Stift unter Belastung spröde werden und leicht brechen.
Bei Messingstiften beeinflusst das Verhältnis von Kupfer zu Zink die Festigkeit. Im Allgemeinen ist Messing mit einem höheren Zinkgehalt stärker. Zu viel Zink kann jedoch zu einer geringeren Duktilität führen.
Korrosionsbeständigkeit
Korrosionsbeständigkeit ist ein weiterer wichtiger Faktor, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Stifte Feuchtigkeit oder Chemikalien ausgesetzt sind. Kerbstifte aus Edelstahl sind aufgrund der Chrom- und Nickelzusammensetzung in ihrer Zusammensetzung eine gute Wahl für Umgebungen mit hoher Korrosion. Das Chrom bildet eine schützende Oxidschicht und Nickel trägt dazu bei, die Integrität dieser Schicht aufrechtzuerhalten.
Messingstifte weisen außerdem eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, insbesondere in nicht aggressiven Umgebungen. Das Kupfer in Messing bildet mit der Zeit eine Patina, die als Schutzbarriere gegen Korrosion wirkt.
Bearbeitbarkeit
Die chemische Zusammensetzung hat auch Einfluss darauf, wie leicht sich die Stifte bearbeiten lassen. Beispielsweise verbessert die Zugabe von Blei zu Messing dessen Bearbeitbarkeit. In Stahl kann das Vorhandensein bestimmter Elemente wie Schwefel und Phosphor die Bearbeitbarkeit entweder verbessern oder verschlechtern. Eine kontrollierte Menge Schwefel kann tatsächlich zur Spanbildung während der Bearbeitung beitragen, aber zu viel kann zu Problemen führen.
Verschiedene Arten von Kerbstiften und ihre Zusammensetzung
Din1472 Rillenstifte halblang, konisch, genutet
Diese Stifte können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, gängige Wahl ist jedoch Stahl. Der für Din1472-Stifte verwendete Stahl muss eine gute Festigkeit aufweisen, um den beim Einsetzen und Gebrauch auftretenden Kräften standzuhalten. Wenn sie aus Edelstahl gefertigt sind, sorgt der hohe Chrom- und Nickelgehalt dafür, dass sie in Umgebungen eingesetzt werden können, in denen Korrosion ein Problem darstellt.
Din1474 Rillenstifte mit halber Länge und umgekehrter Kegelnut
Ähnlich wie Din1472-Stifte bestehen Din1474-Stifte häufig aus Stahl oder Messing. Die Wahl des Materials hängt von der konkreten Anwendung ab. Wenn die Stifte beispielsweise in einem Automotor verwendet werden sollen, ist möglicherweise Stahl mit hoher Festigkeit und guter Hitzebeständigkeit zu bevorzugen.
Din1473 Kerbstifte in voller Länge parallel gerillt mit Fase
Diese Stifte können auch aus verschiedenen Legierungen hergestellt werden. Die Fase am Ende des Stifts ist für ein einfaches Einführen konzipiert. Die chemische Zusammensetzung muss sicherstellen, dass der Stift beim Einführen und Gebrauch seine Form und Festigkeit behält.
Auswahl der richtigen Kerbstifte basierend auf der Zusammensetzung
Bei der Auswahl von Kerbstiften ist es wichtig, die chemische Zusammensetzung entsprechend Ihrer Anwendung zu berücksichtigen. Wenn Sie eine hohe Festigkeit benötigen und sich die Stifte in einer relativ trockenen Umgebung befinden, können Kohlenstoffstahlstifte eine gute Wahl sein. Wenn jedoch Korrosion ein Problem darstellt, sind Edelstahl- oder Messingstifte die bessere Wahl.
Für Anwendungen, bei denen die Stifte leicht zu bearbeiten sind oder eine gewisse elektrische Leitfähigkeit aufweisen müssen, sind Messingstifte eine gute Option. Messing ist auch eine gute Wahl für Anwendungen, bei denen es auf die Ästhetik ankommt, da es eine schöne goldfarbene Oberfläche hat.
Lass uns verbinden!
Wenn Sie auf der Suche nach Kerbstiften sind und das beste Material und die beste Zusammensetzung für Ihre spezifischen Anforderungen besprechen möchten, können Sie sich gerne an uns wenden. Ob es sich um ein kleines Heimwerkerprojekt oder eine groß angelegte Industrieanwendung handelt, wir verfügen über das Fachwissen, um Ihnen bei der richtigen Wahl zu helfen.
Referenzen
- Metals Handbook Desk Edition, 3. Auflage
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik: Eine Einführung, 9. Auflage
