Beim Schmieden von Hydraulikzylindern werden üblicherweise mehrere Materialien verwendet, von denen jedes einzigartige Eigenschaften aufweist, die sich auf die Leistung auswirken können:
Kohlenstoffstahl wird aufgrund seiner Festigkeit und Erschwinglichkeit oft verwendet und eignet sich für ein breites Anwendungsspektrum. Es bietet eine gute Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit und ist daher ideal für den harten Einsatz. Legierter Stahl bietet verbesserte Eigenschaften wie erhöhte Zugfestigkeit, Zähigkeit und Korrosions- und Verschleißbeständigkeit. Dadurch eignet es sich für anspruchsvolle Umgebungen, in denen hohe Leistung erforderlich ist. Edelstahl ist für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt und wird in Anwendungen eingesetzt, in denen er häufig rauen Umgebungen oder korrosiven Substanzen ausgesetzt ist. Es bietet Haltbarkeit und Langlebigkeit, allerdings zu höheren Kosten im Vergleich zu Kohlenstoffstahl. Chromoly-Stahl bietet ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und Ermüdungsbeständigkeit und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen Gewichtsreduzierung und Haltbarkeit von entscheidender Bedeutung sind, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt- oder Rennsportindustrie. Aluminium ist zwar seltener als Stahl, wird aber in bestimmten Hydraulikzylinderanwendungen verwendet, bei denen Gewichtsreduzierung Priorität hat. Es bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit, ist jedoch möglicherweise nicht so stark wie Stahl.
Die Materialauswahl beeinflusst die Leistung von Hydraulikzylindern auf verschiedene Weise:
Festigkeit und Haltbarkeit: Hydraulikzylinder sind während des Betriebs erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt, darunter hohen Drücken und schweren Belastungen. Die Festigkeit des Materials hat direkten Einfluss auf die Fähigkeit des Zylinders, diesen Kräften ohne Verformung oder Ausfall standzuhalten. Kohlenstoffstahl bietet beispielsweise robuste mechanische Eigenschaften und eignet sich daher für Anwendungen, die eine hohe Zugfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Stoßbelastungen erfordern. Legierte Stähle hingegen bieten verbesserte mechanische Eigenschaften wie erhöhte Härte und Zähigkeit, die in anspruchsvollen Umgebungen, in denen Haltbarkeit von größter Bedeutung ist, von Vorteil sind.
Korrosionsbeständigkeit: Hydraulikzylinder werden häufig in verschiedenen Umgebungen eingesetzt, in denen sie Feuchtigkeit, Chemikalien und anderen korrosiven Substanzen ausgesetzt sind. Materialien mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, wie Edelstahl oder korrosionsbeständige Legierungen, werden ausgewählt, um das Risiko einer Verschlechterung und eines vorzeitigen Ausfalls aufgrund von Korrosion zu verringern. Edelstahl beispielsweise enthält Chrom, das auf der Oberfläche eine schützende Oxidschicht bildet und so Rost und Korrosion verhindert. Ebenso bieten korrosionsbeständige Legierungen wie Duplex- oder Super-Duplex-Edelstähle eine hervorragende Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und chloridbedingte Spannungsrisskorrosion und eignen sich daher ideal für Schiffs- oder Offshore-Anwendungen.
Verschleißfestigkeit: Bei Anwendungen, bei denen Hydraulikzylinder abrasiven Materialien oder sich wiederholenden Reibungskräften ausgesetzt sind, wird die Verschleißfestigkeit zu einem entscheidenden Faktor. Um Oberflächenschäden zu minimieren und die Lebensdauer der Komponenten zu verlängern, werden Materialien mit guten Verschleißfestigkeitseigenschaften wie gehärtete Stahllegierungen oder Oberflächenbehandlungen wie Hartverchromen eingesetzt. Gehärtete Stahllegierungen, einschließlich Chrom-Molybdän-Stähle (Chromolybdän), werden wärmebehandelt, um eine hohe Oberflächenhärte zu erreichen und so ihre Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb und Verschleiß zu erhöhen. Durch Oberflächenbehandlungen wie Hartverchromen entsteht eine haltbare und verschleißfeste Oberflächenschicht, die das darunter liegende Material vor abrasivem Verschleiß schützt.
Gewicht: Bei bestimmten Anwendungen, bei denen eine Gewichtsreduzierung von entscheidender Bedeutung ist, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbereich oder bei mobilen Geräten, hat die Dichte des Materials direkten Einfluss auf das Gesamtgewicht von Hydraulikzylinderbaugruppen. Leichte Materialien wie Aluminium oder Titan bieten im Vergleich zu herkömmlichen Stahllegierungen erhebliche Gewichtseinsparungen, ohne die mechanische Leistung zu beeinträchtigen. Aluminiumlegierungen, die für ihre geringe Dichte und ihr hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht bekannt sind, werden häufig in Luft- und Raumfahrt- und Automobilanwendungen verwendet, um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Ebenso bieten Titanlegierungen außergewöhnliche Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei einem Bruchteil des Gewichts von Stahl und eignen sich daher für gewichtsempfindliche Anwendungen, bei denen Leistung und Haltbarkeit von größter Bedeutung sind.
