Die meisten Verbindungselemente sind dafür gedacht, Teile festzuziehen, nicht sie zu beschädigen. Aber das Fressen von Gewinden bewirkt genau das. Die Gewinde fressen sich fest, verklemmen sich und reißen manchmal sogar beim Anziehen ab. Abrieb ist nicht nur ein Ärgernis, sondern ein echtes Produktionsproblem. Die gute Nachricht ist, dass man es vermeiden kann, wenn man die Ursachen kennt und weiß, wie man es verhindern kann.
Gewindefressen mag unbedeutend erscheinen, aber es verschwendet Zeit und ruiniert Teile. Hier erfahren Sie, wie Sie es erkennen und stoppen können, bevor es sich ausbreitet.
Was ist Fadenreißen?
Gewindefressen tritt auf, wenn die Gewinde von Schrauben und Muttern beim Anziehen zusammenkleben. Der Druck und die Reibung zwischen den Oberflächen führen dazu, dass das Metall reißt oder sich festsetzt. Am häufigsten tritt dies bei rostfreiem Stahl, Aluminium und Titan auf. Diese Materialien haben klebrige Eigenschaften und neigen dazu, unter Druck ohne Schmierung zu verschweißen.
Wenn Fressen beginnt, eskaliert es schnell. Je mehr Sie das Verbindungselement drehen, desto schlimmer wird es. Die Gewinde blockieren. Manchmal bricht die Schraube oder die Mutter lässt sich nicht mehr entfernen. Dies ist nicht auf eine schlechte Bearbeitung zurückzuführen, sondern auf eine physikalische Reaktion zwischen Metalloberflächen unter hoher Belastung.
Die Wissenschaft hinter dem Galoppieren verstehen
Um Abrieb zu verhindern, muss man wissen, wie er entsteht. Fressen ist mehr als nur das Festsetzen von Gewinden - es ist ein Oberflächenversagen, das durch extremen Kontakt verursacht wird.
Reibung und Adhäsion an der Gewindeschnittstelle
Wenn zwei Metallflächen unter Belastung aneinander reiben, erhöht sich die Reibung. Sie haften, wenn die Materialien ähnlich sind, wie Edelstahl auf Edelstahl. Ohne Schmierung geht dieser Kontakt in Adhäsion über.
Durch den hohen Druck reißen Teile des einen Gewindes ab und kleben beim Drehen der Schraube am anderen. Dadurch entstehen raue Stellen, die den Widerstand erhöhen. Das Drehen wird schwieriger, und schließlich blockiert das Verbindungselement.
Plastische Verformung und Metallübertragung
Unter starkem Druck verformen sich weiche Metalle. Dies wird als plastische Verformung bezeichnet. Statt reibungslos zu gleiten, drücken sich die Gewinde ineinander. Material von einer Oberfläche geht auf die andere über.
Diese Übertragung ist nicht gleichmäßig. Es entstehen erhabene Bereiche, die den Kontakt verschlechtern. Mehr Druck führt zu mehr Rissen. Jetzt hat die Abnutzung bereits begonnen und wird mit jeder Umdrehung schlimmer werden.
Verschlucken vs. Ergreifen: Was ist der Unterschied?
Gallieren ist der Prozess. Festfressen ist das Ergebnis. Das Festfressen beginnt, wenn das Metall zu reißen beginnt und sich überträgt. Beim Anziehen können Sie einen zusätzlichen Widerstand spüren.
Von Festfressen spricht man, wenn das Verbindungselement vollständig blockiert und sich nicht mehr drehen lässt. Die Teile sitzen an diesem Punkt fest und können nicht mehr ohne Kraftaufwand gelöst werden. In vielen Fällen besteht die einzige Möglichkeit darin, das Verbindungselement abzuschneiden oder abzubrechen.
Ursachen von Gewindegallenbildung
Es gibt mehrere Faktoren, die zum Abreiben von Gewinden führen können. Die meisten treten während der Installation auf. Die Kenntnis dieser Ursachen hilft, das Risiko von Schäden zu verringern.
Hohe Reibung durch ähnliche Materialien
Wenn Befestigungsmaterial aus denselben oder ähnlichen Metallen bestehen, wie z. B. rostfreier Stahl auf rostfreiem Stahl, erhöht sich das Risiko des Fressens. Diese Metalle neigen stark dazu, unter Druck aneinander zu haften. Sie gleiten nicht leicht, und das erhöht die Reibung.
Mangelnde Schmierung
Trockene Gewinde erzeugen hohe Reibung. Metalloberflächen verschweißen ohne ein Schmiermittel oder eine Anti-Seize-Masse eher miteinander. Dies gilt insbesondere für weiche Metalle. Selbst eine kleine Menge Schmiermittel kann den Oberflächenkontakt verringern und ein Festfressen verhindern.
Übermäßiges Anzugsmoment oder zu starkes Anziehen
Ein zu hohes Drehmoment erhöht den Druck auf die Gewinde. Dadurch werden die Oberflächen fester aufeinander gepresst, was die Gefahr von Rissen erhöht. Ein zu starkes Anziehen führt auch zu einer Verformung und damit zu einem Festfressen, bevor die richtige Belastung erreicht ist.
Schlechte Oberflächengüte oder Gewindequalität
Raue Gewinde erzeugen mehr Reibung. Kratzer oder Grate wirken wie Haken, die sich an der gegenüberliegenden Oberfläche verfangen. Beschädigte oder schlecht geschnittene Gewinde passen nicht gut und neigen dazu, unter Last zu kleben und zu reißen.
Hochgeschwindigkeitsmontage oder Rapid Tooling
Hohe Drehgeschwindigkeiten verursachen Hitze. Diese Hitze erweicht das Metall und erhöht die Wahrscheinlichkeit von Anhaftungen. Hochgeschwindigkeitswerkzeuge können die Frühwarnzeichen des Festfressens, wie Widerstand oder Geräusche, übergehen und direkt zu Gewindeschäden führen.
Unverträglichkeit von Gewindematerialien
Einige Metallkombinationen funktionieren nicht gut miteinander. Beispielsweise können Aluminiumbolzen in Stahlgewinden aufgrund ungleicher Härte und Wärmeausdehnung schnell verschleißen oder sich festfressen. Die Wahl des falschen Paares erhöht das Risiko des Festfressens, insbesondere ohne Oberflächenbehandlung.
Identifizierung von Ausbeulungen in Verbindungselementen
Gallenkoliken beginnen oft ohne Vorwarnung. Aber wenn Sie wissen, worauf Sie achten müssen, können Sie den Prozess stoppen, bevor er sich verschlimmert.
Optische Anzeichen während der Montage
Während des Anziehens können Sie kleine Metallflocken oder Pulver um das Gewinde herum bemerken. Dies ist eines der ersten Anzeichen für Abrieb. Das Verbindungselement kann auch an Stellen, an denen das Metall zu reißen beginnt, glänzend oder rau aussehen.
Wenn die Abnutzung weiter fortgeschritten ist, kann das Gewinde verformt oder verschmiert erscheinen. Dies sind Anzeichen dafür, dass sich bereits Material zwischen Schraube und Mutter verlagert hat.
Gewindeklemme oder plötzlicher Widerstand
Eines der häufigsten Symptome ist plötzlicher Widerstand. Sie drehen die Mutter, und alles scheint in Ordnung zu sein - dann wird sie zu schnell angezogen, oder das Drehmoment steigt an. Dies ist ein deutliches Warnzeichen.
Wenn Sie über diesen Punkt hinaus weiterdrehen, wird sich das Gewinde wahrscheinlich festfressen. Die Schraube wird blockiert und kann nicht mehr ohne Beschädigung gelöst werden.
Beschädigung bei der Demontage
Nach dem Entfernen sehen die beschädigten Gewinde oft zerrissen oder abgenutzt aus. Möglicherweise fehlen Metallstücke von einem Gewinde und kleben am anderen.
Manchmal bricht das Verbindungselement bei der Demontage. Wenn zum Entfernen des Teils Werkzeuge wie Schlagschrauber oder Spreizstangen benötigt werden, ist wahrscheinlich Fressen im Spiel.
Mikroskopische Merkmale von Galled Threads
Unter dem Mikroskop zeigen ausgefranste Gewinde Anzeichen von Oberflächenschweißung. Das Metall sieht rau und ungleichmäßig aus. Sie sehen tiefe Kratzer, gerissene Oberflächen und Bereiche, in denen sich ein Teil vom anderen gelöst hat.
Diese Spuren unterscheiden sich vom normalen Verschleiß. Sie zeigen, dass das Problem durch Schmelzen der Oberfläche entstanden ist und nicht nur durch wiederholten Gebrauch oder Korrosion.
Materialien und ihre Anfälligkeit
Einige Werkstoffe sind anfälliger für Abrieb als andere. Ihre Oberflächeneigenschaften und ihre Festigkeit beeinflussen, wie sie sich unter Druck verhalten.
Nichtrostender Stahl und das Risiko von Abplatzungen
Nichtrostender Stahl ist einer der häufigsten Werkstoffe, an denen sich Abrieb bildet. Er hat eine natürliche Oxidschicht, die vor Korrosion schützt und die Haftfähigkeit erhöht.
Wenn Gewinde aus rostfreiem Stahl aneinander reiben, können sie verkleben. Ohne Schmierung kann sich selbst ein sauberes, gut bearbeitetes Gewinde festfressen. Austenitische Sorten wie 304 und 316 sind besonders anfällig für Fressen.
Aluminium- und Titan-Legierungen
Aluminium ist weich und neigt dazu, sich leicht zu verformen. Unter Drehmoment kann es reißen und Metall auf das Gegengewinde übertragen. Dies führt zu Abrieb in leichten Bauteilen, insbesondere ohne Schmierung.
Titan ist härter, aber es reagiert ähnlich. Es hat einen hohen Reibungskoeffizienten und neigt dazu, sich mit sich selbst oder anderen Metallen zu verschweißen. Außerdem ist es hitzeempfindlich, was das Problem noch verschärft.
Gehärtete vs. nicht gehärtete Materialien
Gehärtete Metalle sind weniger anfällig für Abrieb. Sie widerstehen Verformungen und übertragen das Material nicht so leicht. Befestigungselemente aus wärmebehandelten Legierungen sind in der Regel besser für hochbelastete Baugruppen geeignet.
Ungehärtete Metalle hingegen verformen sich unter Belastung schnell. Sie können raue Stellen bilden, die beim Anziehen zu Rissen und Blockierungen führen.
Beschichtete und plattierte Gewinde
Beschichtungen tragen zur Verringerung der Reibung bei und verhindern den Kontakt von Metall zu Metall. Zink, Nickel oder Trockenfilmschmiermittel wirken als Sperrschicht. Diese Beschichtungen sorgen für ein reibungsloses Gleiten von Gewinden und verringern das Festfressen.
Beschichtete Gewinde sind auch korrosionsbeständig, was die Oberfläche schützt. Dennoch kann es zu Abnutzungserscheinungen kommen, wenn die Beschichtung abgenutzt oder beschädigt wird, insbesondere bei wiederholtem Gebrauch.
Präventionstechniken
Sie können Abrieb vermeiden, indem Sie die Auswahl, die Handhabung und den Einbau Ihrer Verbindungselemente anpassen. Diese einfachen Schritte tragen dazu bei, Oberflächenbeschädigungen zu verringern und ein reibungsloses Funktionieren der Gewinde zu gewährleisten.
Die Auswahl der richtigen Materialkombinationen
Vermeiden Sie die Verwendung von Verbindungselementen aus denselben oder ähnlichen Metallen. Kombinieren Sie beispielsweise eine Schraube aus Edelstahl nicht mit einer Mutter aus Edelstahl, wenn es nicht notwendig ist. Mischen Sie, wenn möglich, Materialien, z. B. rostfreien Stahl mit beschichtetem Kohlenstoffstahl.
Unterschiedliche Härtegrade verringern das Risiko des Anhaftens. Die Wahl einer härteren Mutter oder eines beschichteten Einsatzes hilft oft, eine Metallübertragung zu verhindern.
Verwendung geeigneter Schmiermittel
Verwenden Sie Anti-Seize-Mittel oder Schmiermittel, die für Gewindeverbindungen hergestellt wurden. Diese verringern die Reibung und bilden einen Schutzfilm. Tragen Sie sie vor dem Festziehen auf die Gewinde auf.
Für rostfreien Stahl eignen sich Schmiermittel auf Nickelbasis gut. Für Aluminium sollten Sie ein Produkt verwenden, das für weiche Metalle geeignet ist. Überspringen Sie diesen Schritt nicht. Trockene Gewinde sind die Hauptursache für Abnutzungserscheinungen.
Verlangsamung des Befestigungsvorgangs
Schnelles Anziehen erhöht Wärme und Reibung. Beides erhöht die Gefahr des Festfressens. Drehen Sie Muttern und Schrauben langsam, vor allem bei der Verwendung von Elektrowerkzeugen.
Wenn Sie einen Schlagschrauber verwenden, stellen Sie ihn auf eine niedrige Drehzahl ein oder verwenden Sie nach Möglichkeit einen Handschrauber. Langsame, gleichmäßige Drehungen geben den Gewinden Zeit, sich auszurichten und zu setzen.
Anwendung der korrekten Drehmomentwerte
Ein falsches Drehmoment kann die Verbindung zerstören. Zu viel Kraft erhöht den Druck auf die Gewinde. Befolgen Sie die empfohlenen Drehmomenteinstellungen für Ihr Material und Ihre Größe.
Verwenden Sie einen kalibrierten Drehmomentschlüssel. Vermeiden Sie ein zu starkes Anziehen. Diese zusätzliche Umdrehung kann zum Festklemmen des Gewindes führen.
Auswahl von Gewinden mit Oberflächenbeschichtungen
Wählen Sie Befestigungselemente mit PTFE-, Zink- oder Trockenfilmbeschichtungen, wenn Fressen ein Problem darstellt. Diese Oberflächenbehandlungen reduzieren den direkten Metallkontakt.
Sie erleichtern das Gleiten des Gewindes und verringern das Risiko des Ausreißens. Vorbeschichtete Verbindungselemente sind besonders nützlich bei automatisierten oder hochvolumigen Anwendungen.
Kaltbearbeitung oder Gewindewalzen Verbesserungen
Gewindewalzen stärkt die Gewindeoberfläche. Es komprimiert die Kornstruktur, anstatt sie zu schneiden. Dadurch werden die Gewinde glatter und härter.
Kaltverformte Gewinde sind reißfester und widerstandsfähiger als herkömmliche geschnittene Gewinde. Wenn Ihr Projekt es zulässt, sind gerollte Gewinde ein solides Upgrade.
Schmierstrategien
Schmierung ist eine der einfachsten Methoden, um Abrieb zu verhindern. Aber nicht alle Schmiermittel sind gleich wirksam. Die Wahl des richtigen Typs und dessen korrekte Anwendung machen einen großen Unterschied.
Arten von Anti-Seize-Mitteln
Anti-Seize-Mittel werden hergestellt, um die Reibung unter Druck zu verringern. Sie enthalten Weichmetallpartikel wie Kupfer, Nickel oder Aluminium. Diese bilden eine Barriere zwischen den Gewindeoberflächen.
Typen auf Nickelbasis eignen sich am besten für rostfreien Stahl. Versionen auf Kupferbasis sind Standard für den allgemeinen Gebrauch. Die Verbindung muss immer auf den Werkstoff des Befestigungselements und die Betriebstemperatur abgestimmt sein.
Trockenfilmschmierstoffe vs. Fettschmierstoffe
Trockenfilm-Schmierstoffe werden dünn aufgetragen und hinterlassen eine feste Schicht. Sie ziehen keinen Schmutz an und sind besser für saubere Umgebungen oder enge Passungen geeignet. Sie eignen sich gut für die Luft- und Raumfahrt und die Elektronik.
Fettbasierte Typen sind dicker. Sie haften gut und bieten mehr Schutz für raue Gewinde oder den Einsatz im Freien. Allerdings können sich mit der Zeit Verschmutzungen ansammeln.
Wann sollte auf Schmierung verzichtet werden？
In seltenen Fällen sollte die Schmierung ausgelassen werden. Zum Beispiel kann die Schmierung die Messwerte in lastkritischen Verbindungen verfälschen, bei denen das Drehmoment eine bestimmte Klemmkraft erzeugen muss.
Einige Beschichtungen wirken auch als Schmiermittel. Die Verwendung von zusätzlichem Fett kann zu einem zu starken Anziehen führen. Befolgen Sie stets die Richtlinien des Herstellers.
Bewährte Praktiken für die Anwendung
Tragen Sie eine dünne, gleichmäßige Schicht auf Außen- und Innengewinde auf. Übertreiben Sie es nicht. Überschüssige Masse kann herausdrücken und Schmutz anziehen.
Vermeiden Sie, dass Schmiermittel auf die nicht mit Gewinde versehenen Flächen gelangt. Verwenden Sie einen Pinsel oder einen kleinen Applikator. Bewahren Sie den Behälter versiegelt auf, um ihn für den späteren Gebrauch sauber zu halten.
Wenn es zu Ablagerungen kommt, können die Schäden schwerwiegend sein. Aber es gibt Möglichkeiten zur Wiederherstellung. Wenn Sie Ihre Möglichkeiten kennen, können Sie Ausfallzeiten reduzieren und weitere Probleme vermeiden.
Wann ist eine Demontage noch möglich？
Wenn die Schraube noch nicht vollständig festsitzt, hören Sie auf zu drehen, wenn Sie einen Widerstand spüren. Tragen Sie Kriechöl auf und lassen Sie es einige Minuten einwirken.
Versuchen Sie, den Verschluss vorsichtig hin und her zu drehen. Erzwingen Sie es nicht. Eine leichte Bewegung kann dazu beitragen, die Oberflächenhaftung zu brechen, ohne das Gewinde zu zerreißen.
Ausschneiden oder Entfernen von beschädigten Befestigungselementen
Wenn das Befestigungselement verriegelt ist, müssen Sie es möglicherweise abschneiden. Verwenden Sie je nach Zugang und Material eine Metallsäge, ein Rotationswerkzeug oder einen Bolzenschneider.
Bei Schrauben, die in Sacklöchern stecken, versuchen Sie es mit einem Linksbohrer oder einem Abzieher. Arbeiten Sie langsam, um das Gegengewinde nicht zu beschädigen.
Optionen für erneutes Gewindeschneiden oder Gewindeschneiden
Sie können das Gewinde mit einem Gewindeschneider oder einem Schneideisen wiederherstellen, wenn das Gewinde leicht beschädigt ist. Reinigen Sie zuerst das Loch. Verwenden Sie die richtige Werkzeuggröße und fügen Sie Schmiermittel hinzu.
Lassen Sie den Gewindebohrer langsam laufen und prüfen Sie ihn auf Metallspäne. Versuchen Sie dies nicht, wenn das Gewinde abgenutzt oder gerissen ist. In diesem Fall sollten Sie stattdessen einen Einsatz verwenden.
Helicoils und Gewindeeinsätze
Helicoils sind Drahtspulen, die beschädigte Gewinde wiederherstellen. Bohren Sie das Loch auf, schneiden Sie ein neues Gewinde und setzen Sie die Spule ein. So erhalten Sie ein starkes neues Gewinde im Inneren des Originalteils.
Für größere Reparaturen sollten Sie massive Gewindeeinsätze verwenden. Diese sind stärker und haltbarer. Bei beiden Methoden können Sie das Teil wiederverwenden, anstatt es zu verschrotten.
Schlussfolgerung
Gewindefressen tritt auf, wenn sich Metallgewinde beim Anziehen festfressen. Es wird durch Reibung, Druck und Materialübertragung verursacht - vor allem bei Edelstahl, Aluminium und Titan. Um Fressen zu verhindern, wählen Sie die richtigen Kombinationen von Befestigungselementen, verwenden Sie die richtige Schmierung und ziehen Sie langsam und mit dem richtigen Drehmoment an.
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Hey, ich bin Kevin Lee
In den letzten 10 Jahren bin ich in verschiedene Formen der Blechbearbeitung eingetaucht und teile hier coole Erkenntnisse aus meinen Erfahrungen in verschiedenen Werkstätten.
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Kevin Lee
Ich verfüge über mehr als zehn Jahre Berufserfahrung in der Blechverarbeitung und bin auf Laserschneiden, Biegen, Schweißen und Oberflächenbehandlungstechniken spezialisiert. Als Technischer Direktor bei Shengen bin ich bestrebt, komplexe Fertigungsherausforderungen zu lösen und Innovation und Qualität in jedem Projekt voranzutreiben.
