Wälzlagerstähle

Wälzlager gehören zu den Bauteilen, die viele von uns gut kennen. Die Geschichte des Wälzlagers reicht über 2700 Jahre zurück. Bei Ausgrabungen eines keltischen Streitwagens wurden kleine zylinderförmige Buchenholzstücke in der Nähe der Radnaben der Fahrzeuge entdeckt. Forscher schließen daraus, dass die Kelten bereits gegen 700 v. Chr. das Zylinderrollenlager kannten.
Heute werden diese Lager aber nicht aus Holz gefertigt sondern aus Stählen. Und diese müssen geeignet sein und der besonderen Funktion des Bauteils angepasst. Wälzlager sind Lager, bei denen zwei zueinander bewegliche Ringe durch rollende Körper getrennt sind (Abb. 1). Im Gegensatz zu der Schmierung in Gleitlagern verringern bei Wälzlagern diese rollenden Körper den Reibungswiderstand.

                                                                         Abb. 1 Wälzlager verschiedener Größe

Wälzlagern dienen als Fixierung von Achsen und Wellen, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile (z. B. ein Rad) ermöglichen. Wälzlager werden nach der Art des Wälzkörpers (Kugel, Rolle usw.) unterschieden. Umgangssprachlich werden sie aber gerne als „Kugellager“ bezeichnet.
Die Rollreibung im Innen- und Außenring dieser Lager muss relativ gering sein. Deshalb müssen die Wälzkörper auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen. Damit sollen Wälzlagerstähle sich unbedingt gut härten lassen. Allerdings sind dann diese Stähle nicht schweißbar.
Wälzlagertähle werden für Wälzkörper wie Kugeln, Rollen, Nadeln und Achsen verwendet. Sie zeichnen sich durch eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit sowie eine hohe Dauerfestigkeit aus. Zudem sollen sie eine ausreichende Zähigkeit besitzen. Die Anforderungen werden durch abgestimmte Zusammensetzung und genaue Einstellung des Gefüges erreicht. Hierbei muss auch das Gefüge fehlerfrei sein, ohne Lunker oder Einschlüsse. Deswegen werden bei der Herstellung dieser Stähle oft spezielle Erschmelzungsverfahren angewandt.
Die Bezeichnung der Stähle erfolgt nach ihrer chemischen Zusammensetzung. Zur Gruppe gehören vorwiegend legierte Sorten mit verschiedenen Legierungselementen wie Chrom, Molybdän, Mangan, Vanadin, Nickel und Wolfram. Der mit Abstand bekannteste Wälzlagerstahl trägt den Kurznamen 100Cr6. Seine chemische Zusammensetzung mit 1 % Kohlenstoff und 1,5 % Chrom ermöglicht eine Wärmebehandlung, bei der verschiedene Gefüge (martensitisch, bainitisch) durch Härten und Anlassen erzielt werden können. So wird eine hohe und angepasste Härte erreicht, die über Umfang und Querschnitt verteilt wird sowie eine gute Überrollfestigkeit. <<