Titan-Verbindungselemente werden in Betracht gezogen, wenn Korrosionsbeständigkeit, geringe Masse oder hohe spezifische Festigkeit wichtig sind. Grade 2 (UNS R50400) wird üblicherweise für korrosionsbestimmte Anwendungen geprüft, während Grade 5 / Ti-6Al-4V (UNS R56400) für höher belastete Schrauben und Stiftschrauben geprüft wird. Für Verbindungselemente der Zollreihe im allgemeinen Einsatz deckt ASTM F468 die spezifizierten Schrauben, Kopfschrauben und Stiftschrauben ab, während ASTM F467 Muttern abdeckt; metrische Bestellungen nutzen die anwendbare metrische Spezifikation oder die Zeichnung des Käufers. Titangewinde können fressen, daher müssen Paarungswerkstoffe, Oberflächenbehandlung, Schmierstoff und Montageverfahren für den Einsatzfall vereinbart werden.
Beiyu Titanium liefert Verbindungselemente aus Grade 2 und Grade 5 Titan wie Schrauben, Muttern, Stiftschrauben, Gewindestangen und zeichnungsgerechte Unterlegscheiben. EN 10204 3.1 Abnahmeprüfzeugnis sowie Chargen- oder Losrückverfolgbarkeit werden geliefert, sofern im Angebot und in der Bestellung enthalten.
Ein Verbindungselement ist im Verhältnis zur Baugruppe klein, aber eine festgefressene, korrodierte oder falsch belastete Verbindung kann unverhältnismäßig hohe Wartungs- und Sicherheitskosten verursachen. Dieser Leitfaden erklärt die Gütewahl, die Normabgrenzung, Anwendungsfragen und die Kaltverschweißungs-Maßnahmen, die in eine Anfrage für Titan-Verbindungselemente gehören.
Warum Titan für Verbindungselemente in Betracht gezogen wird
Titan Verbindungselemente werden dort geprüft, wo herkömmliche Stahl- oder Edelstahlverbindungselemente die kombinierte Anforderung an Korrosion, Masse oder Werkstoffverträglichkeit nicht erfüllen:
| Eigenschaft | Aussage des Leitfadens |
|---|---|
| Beständigkeit in vielen chloridhaltigen Umgebungen | Der passive Oxidfilm von Titan bietet in vielen belüfteten Chlorideinsätzen hohe Beständigkeit. Die Eignung hängt dennoch vom Grade, der Temperatur, der chemischen Zusammensetzung, der Belüftung, der Fugengeometrie und den Spaltbedingungen ab, sodass der tatsächliche Korrosionsfall weiterhin zu prüfen ist. |
| Hohe spezifische Festigkeit | Grade 5 vereint hohe Festigkeit mit einer Dichte von etwa 60% der von Stahl, was die Verbindungsmasse verringern kann, sofern die vollständige Konstruktion und das Vorspannverfahren den Einsatz unterstützen. |
| Geringe magnetische Reaktion und Werkstoffverträglichkeit | Diese Eigenschaften können in ausgewählten Anwendungen der Messtechnik und Medizintechnik relevant sein, das fertige Bauteil muss jedoch der maßgebenden Anwendungsspezifikation folgen. |
Zu den Kompromissen zählen Kosten, Fressrisiko, ein abweichendes Drehmoment-Vorspannkraft-Verhalten sowie die Notwendigkeit, die galvanische und einsatzbedingte Verträglichkeit über die gesamte Verbindung zu prüfen.
Grenzen zwischen Grade 2, Grade 5 und Grade 23
| Güte | Aussage des Leitfadens |
|---|---|
| Grade 2, UNS R50400 | Wird üblicherweise in Betracht gezogen, wenn Korrosionsverhalten und Umformbarkeit maßgeblich sind und die erforderliche Last moderat ist. |
| Grade 5, Ti-6Al-4V, UNS R56400 | Häufig in Betracht gezogen für höher belastete und gewichtsempfindliche Verbindungselemente, wo die bestellte Verbindungselement-Spezifikation, die Abmessungen und das Montageverfahren dies unterstützen. |
| Grade 23 ELI, UNS R56401 | ASTM F136 ist eine Spezifikation für geschmiedetes ELI-Material zur Verwendung bei der Herstellung chirurgischer Implantate. Sie definiert für sich genommen nicht die fertige Knochenschraube, das Fixationssystem oder dessen behördliche Zulassung. |
Wählen Sie nicht allein anhand der Gütebezeichnung aus. Geben Sie die maßgebliche Norm oder Zeichnung, das Gewindesystem, Abmessungen, mechanische Anforderungen, Einsatzmedium und Prüfumfang an. Die geforderten Eigenschaften hängen von der bestellten Spezifikation, Größe, Produktform, dem Zustand und dem Ausgabestand ab.
Wo Titan-Verbindungselemente eingesetzt werden
| Branche | Aussage des Leitfadens |
|---|---|
| Marine- und Offshore-Baugruppen | ausgewählte Verbindungen für Meerwasser, Spritzwasserzone und Unterwasserbereich nach Prüfung von Spaltgeometrie, galvanischen Kontaktpaaren und Vorspannanforderungen. |
| Anlagen für chemische Prozesse | Verbindungen, bei denen der Werkstoff des Verbindungselements mit der Prozessumgebung und den Anlagenwerkstoffen verträglich sein muss. |
| Luft- und raumfahrtbezogene sowie gewichtssensible Strukturen | Zeichnungs- oder spezifikationsgeführte Verbindungselemente, bei denen spezifische Festigkeit und Rückverfolgbarkeit Auslegungsvorgaben sind. |
| Medizinprodukte | anwendungsgesteuerte Bauteile unter Verwendung des spezifizierten Implantatmaterials und der Anforderungen an das fertige Produkt, keine allgemeine Angabe für Industrieverbindungselemente. |
| Entsalzungs- und Kraftwerksysteme | ausgewählte Meerwasser- und Sole-Verbindungen, nachdem der vollständige Korrosions- und Belastungsfall geprüft wurde. |
Dies sind Auswahlkontexte, keine pauschalen Freigaben. Der Ingenieur oder Käufer muss Güte, Verbindungskonstruktion, Umgebung und maßgebliches Regelwerk für die tatsächliche Baugruppe bestätigen.
Fresskorrosion und Montagekontrollen
Titan-auf-Titan-Gewindekontakt neigt zu adhäsivem Verschleiß und Fressen. Das Fressrisiko hängt von Oberflächengüte, Passung, Sauberkeit, Geschwindigkeit, Vorspannung, Temperatur, Gegenwerkstoff und der Verwendung eines zugelassenen Schmierstoffs oder einer Beschichtung ab.
| Kontrolle von Kaltverschweißung und Montage |
|---|
| Spezifizieren Sie den Gegenwerkstoff und die Gewindeklasse, statt die Schraube isoliert zu bestellen. |
| Wo das Einsatzmedium es erlaubt, wählen Sie einen anwendungsverträglichen Schmierstoff, ein Anti-Fress-Mittel oder eine technische Beschichtung. |
| Legen Sie das Montageverfahren sowie ein qualifiziertes Drehmoment- oder Vorspannverfahren fest; übernehmen Sie keinen Drehmomentwert für Stahlschrauben. |
| Für Sauerstoff-, Vakuum-, Medizin-, Hochtemperatur- oder kontaminationsempfindliche Anwendungen holen Sie vor der Wahl eines Schmierstoffs oder einer Beschichtung eine Freigabe für die Anwendung ein. |
Formen und Normen
Titan-Verbindungselemente können als Schrauben, Zylinderschrauben, Innensechskantschrauben, Gewindebolzen, Muttern, Gewindestangen und zeichnungsgebundene Unterlegscheiben geliefert werden. Die Spezifikation muss zur Form passen:
- ASTM F468 deckt in seinem Geltungsbereich spezifizierte Nichteisen-Schrauben, Zylinderschrauben, Innensechskantschrauben und Stiftschrauben der Zollreihe für den allgemeinen Gebrauch ab.
- ASTM F467 erfasst in ihrem Geltungsbereich spezifizierte Muttern der Zoll-Reihe aus geknetetem Nichteisenmetall für den allgemeinen Gebrauch.
- F468M und F467M sind separate metrische Spezifikationen. Stattdessen kann eine Zeichnung, eine Luftfahrtspezifikation oder eine Kundennorm maßgeblich sein.
- Scheiben erfordern eine eigene Zeichnung oder anwendbare Spezifikation; sie fallen nicht allein dadurch unter F468 oder F467, dass sie mit einem Schrauben-Mutter-Satz bestellt werden.
Was in eine Anfrage für Titan-Verbindungselemente gehört
| Auf einer Anfrage für Verbindungselemente anzugebendes Feld |
|---|
| Form des Verbindungselements, Güte, UNS und maßgebliche Norm oder Zeichnungsrevision. |
| Gewindesystem, Nennmaß, Steigung, Länge, Kopf- oder Antriebsform, Toleranz und Gegenwerkstoff. |
| Menge, Fertigungsweg, Oberflächengüte, Beschichtungs- oder Schmierstoffanforderung. |
| Einsatzumgebung, Auslegungstemperatur und ob Korrosion oder Last die Auswahl bestimmt. |
| Prüfung, Testumfang, Kennzeichnung, Verpackung und Dokumentenumfang, einschließlich der Frage, ob ein EN 10204 3.1 Abnahmeprüfzeugnis und Chargen- oder Losrückverfolgbarkeit erforderlich sind. |
Prüfung und Dokumentation
Das Angebot und die Bestellung sollten die erforderlichen Nachweise zu Chemie und mechanischen Eigenschaften, die Maß- und Gewindeprüfung, die Kennzeichnung, die Rückverfolgbarkeit und jede zusätzliche Prüfung festlegen. Ein EN 10204 3.1 Abnahmeprüfzeugnis kann bei Vereinbarung einbezogen werden, aber Dokumentinhalt und Rückverfolgungsweg müssen zum bestellten Material, zur Fertigungsroute und zur maßgeblichen Spezifikation passen.
FAQ
Aus welcher Güte werden Titanschrauben gefertigt?
Grade 5 wird häufig für höher belastete Schrauben und Gewindebolzen in Betracht gezogen, während Grade 2 für korrosionsgeführte Aufgaben mit mäßiger Belastung in Betracht gezogen wird. Die endgültige Wahl hängt von der maßgeblichen Norm, den Abmessungen, der Umgebung und der Verbindungskonstruktion ab.
Warum fressen Titan-Verbindungselemente?
Adhäsiver Verschleiß kann auftreten, wenn Titan-Gewindeflächen unter Kontaktdruck gleiten. Gegenwerkstoff, Oberflächengüte, Passung, Sauberkeit, Montagegeschwindigkeit, Vorspannung und ein zugelassenes Schmiermittel oder eine Beschichtung beeinflussen alle das Risiko.
Welche Normen decken Titan-Verbindungselemente ab?
ASTM F468 umfasst festgelegte Nichteisen-Schrauben, Kopfschrauben und Gewindebolzen der Zoll-Reihe für den allgemeinen Gebrauch, und ASTM F467 umfasst festgelegte Muttern der Zoll-Reihe für den allgemeinen Gebrauch. Ihre metrischen Gegenstücke sind separat geregelt. Zeichnungen oder anwendungsspezifische Normen können stattdessen maßgeblich sein.
Spezifiziert ASTM F136 eine fertige Medizinschraube?
Nein. ASTM F136 spezifiziert geschmiedetes Ti-6Al-4V-ELI-Material zur Verwendung in der Herstellung chirurgischer Implantate. Konstruktion, Verarbeitung, Prüfung und regulatorische Anforderungen des fertigen Produkts müssen separat spezifiziert werden.
Was eine Anwendungsliste demjenigen nicht sagt, der die Bestellung auslöst
Zu wissen, wo Titan-Verbindungselemente eingesetzt werden, sagt einem Käufer nicht, was auf die Bestellung geschrieben werden soll. Die Anwendung bestimmt die Güte. Der Auftrag muss weiterhin die Abnahmegrundlage und den Berichtsumfang festlegen.
| Durch die Anwendung entschieden | Wird weiterhin durch die Bestellung entschieden |
|---|---|
| Welche Güte zur Einsatzumgebung passt | Maßgebliche Norm, zusammen mit der Güte genannt |
| Ob Festigkeit oder Korrosion die Wahl bestimmt | Lieferzustand, getrennt von der Oberflächengüte angegeben |
| Die auf der Zeichnung angegebene Größe und das Gewinde | Prüfumfang und dessen Abnahmeklasse |
| Die Betriebstemperatur | Zertifikatstyp und Berichtsumfang |
Zwei Dokumente bestimmen ein Verbindungselement, und es sind nicht dieselben
Ein Verbindungselement wird nach einer Maßnorm gefertigt und nach einer Werkstoffnorm abgenommen. Eine Anfrage, die nur eine davon nennt, überlässt die andere einem Standardwert, und dieser Standardwert entspricht selten dem von der Zeichnung angenommenen.
| Dokument | Was es festlegt | Was offenbleibt |
|---|---|---|
| Maßnorm | Gewindeform, Kopfstil und Längentoleranz | Die Zusammensetzung, gegen die das Teil abgenommen wird |
| Werkstoffnorm mit der Güte | Grenzwerte für Zusammensetzung und mechanische Mindestwerte | Gewinde- und Kopfgeometrie |
| Bestellung | Welche der beiden maßgeblich ist, und der Berichtsumfang | Nichts, sobald beide genannt sind |
Beiyu liefert Verbindungselement-Halbzeug und bearbeitete Verbindungselemente mit einem EN 10204 3.1 Abnahmeprüfzeugnis und Chargennummer-Rückverfolgbarkeit, der Berichtsumfang wird durch die Bestellung festgelegt. Die Angabe beider Dokumente in der Anfrage beseitigt die häufigste Ursache für ein abgelehntes Zertifikat für Verbindungselemente.
Spezifikationsdetails mit Quellenangabe
Die Auswahl von Titan-Verbindungselementen folgt einer Festigkeitsrechnung und einer Fressneigungsrechnung, und beide sind veröffentlicht. ASTM B348 legt für geglühten Grade 5 Stab Mindestwerte von 895 MPa Zugfestigkeit und 828 MPa Streckgrenze fest, etwa das 2.6-fache der Zugfestigkeits-Untergrenze von Grade 2 nach derselben Norm, was die quantitative Version der korrosionsgeführten gegenüber der lastgeführten Unterscheidung ist, die diese Seite zwischen den beiden Güten zieht. Auf der Seite des Fressverschleißes, ASTM G98 ist der Button-on-Block-Test, der einer Werkstoffpaarung eine Grenzspannung für Fressen zuordnet, der Wert, nach dem Sie einen Beschichtungs- oder Schmierstofflieferanten fragen sollten, wenn dessen Behandlung das oben beschriebene Fressrisiko am Gewinde lösen soll.
Beiyu Titanium bietet die beiden Vormaterialwege, von denen die Fertigung von Verbindungselementen üblicherweise ausgeht: Sechskantstab bis 17 mm Schlüsselweite nach ASTM B348 für spanend gefertigte Schrauben und Muttern sowie kaltgezogenen Draht von 0,8 bis 6,0 mm Durchmesser nach ASTM B863, dessen werkseitige Anwendungsliste die Fertigung von Normteilen umfasst. Beide Wege werden in Grade 2 und Grade 5 angeboten, und in der Lieferpraxis von Beiyu werden die auf dieser Seite geforderten Angaben zu Paarungswerkstoff, Beschichtung und Gewinde in derselben Anfrage wie das Vormaterial geprüft, sodass die Maßnahmen gegen das Fressen zusammen mit dem Metall kalkuliert und nicht erst bei der Montage entdeckt werden.
Titan-Verbindungselemente anfragen
Prüfen Sie die Produktseite Lieferant für Titan-Verbindungselemente, senden Sie dann Verbindungselement-Form, Grade, Gewindestandard, Abmessungen, Menge, Einsatzzweck, Beschichtungs- oder Schmiermittelanforderung sowie Dokumentationsumfang. Beiyu bestätigt vor dem Angebot den anwendbaren Fertigungs- und Prüfweg.
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