Welche Teile geschmiedet, welche aus der Stange gedreht und welche aus Draht kalt gestaucht werden, warum Pressfassungen geglüht werden müssen, aus welchen Stählen Adapter und Armaturen bestehen und was die Fertigung von 6000-psi-Flanschen besonders macht.

Jedes Teil im Katalog beginnt als Rohling. Wie der Rohling entsteht, bestimmt die Festigkeit des Teils, seinen Preis und sogar die Losgröße, in der sich eine Bestellung lohnt. In unseren Werken werden drei Verfahren eingesetzt.

• Gesenkschmieden. Ein von der Stange abgetrennter Abschnitt wird erwärmt und in einer Presse geschmiedet: Das Metall füllt die Gravur des Gesenks und nimmt die Form des künftigen Teils an. So entstehen Winkel, T-Stücke, Kreuze, Körper komplexer Form, große Schlaucharmaturen und Flansche.
• Drehen aus der Stange. Das Teil wird aus Rund- oder Sechskantstange auf einem Drehautomaten oder einer CNC-Drehmaschine gefertigt. So entstehen gerade Adapter, Verschlussschrauben, Doppelnippel und Muttern.
• Kaltstauchen aus Draht. Draht vom Coil wird in Abschnitte getrennt und ohne Erwärmung in mehreren Schlägen auf einer Mehrstufenpresse umgeformt. So entstehen Pressfassungen und Schlaucharmaturen bis 3/4″.

Danach laufen die Wege zusammen: Zerspanung, Maß- und Gewindeprüfung, Verzinkung mit Passivierung, Endprüfung und Verpackung. Das Schema zeigt, welche Arbeitsgänge die wichtigsten Teilegruppen durchlaufen.

Gerade Adapter, Reduzierungen, Verschlussschrauben und Doppelnippel werden aus der Stange gedreht. Die Stange wird automatisch zugeführt, und das Teil wird in einem Zyklus bearbeitet: Plandrehen, Außendurchmesser, Durchgangsbohrung, Kegel oder Dichtfläche, Gewinde, Einstiche und Abstechen. Das zweite Ende wird auf der Gegenspindel oder nach dem Umspannen fertiggestellt. Adapter mit Sechskant werden aus gezogener Sechskantstange gefertigt, oder die Schlüsselflächen werden auf derselben Maschine gefräst.

Winkel, T-Stücke, Kreuze und die Körper von Adaptern mit Überwurfmutter werden geschmiedet. Die Stange wird in Abschnitte geteilt, auf 1150–1200 °C erwärmt und in einer Presse geschmiedet. Das überschüssige Metall, das zwischen den Gesenkhälften austritt, heißt Grat; er wird in einem eigenen Werkzeug abgegratet, und der Zunder wird durch Strahlen entfernt. Das Schmiedeteil hat bereits die Form des Körpers, und die Maschine muss nur noch jedes Ende bearbeiten: Stirnfläche, Gewinde und Dichtsitz. Die Bohrungen werden von verschiedenen Seiten gesetzt, sodass sie sich im Körper treffen, und die Grate an ihrer Kreuzung werden immer entfernt, sonst gelangen Metallpartikel ins Hydrauliköl.

Ein Winkel lässt sich auch aus einem Vollblock herausarbeiten, und bei kleinen Losen wird das mitunter so gemacht. Dann wird aber der größte Teil des Blocks zu Spänen, und der Faserverlauf des Metalls wird durchtrennt. Im Schmiedeteil folgt der Faserverlauf der Kontur des Körpers und läuft um die Ecken herum, deshalb ist es gerade dort fester, wo die Belastung am höchsten ist. Das Schmieden braucht allerdings ein Gesenk, und das rechnet sich erst über ein Los. Deshalb kann es bei geschmiedeten Positionen eine Mindestbestellmenge geben, während aus der Stange gedrehte Teile auch in kleinen Losen gefertigt werden können.

Pressfassungen werden auf Mehrstufen-Kaltstauchpressen gefertigt. Der Draht aus niedriggekohltem Stahl kommt als Coil, maßgezogen und mit einer Phosphat-Schmierschicht, die dem Metall hilft, im Werkzeug zu fließen. Die Maschine richtet den Draht, trennt einen Abschnitt ab und formt in mehreren Schlägen in aufeinanderfolgenden Matrizen einen Napf, locht den Boden und stellt das Außen- und Innenprofil fertig. Das Metall fließt im Werkzeug, ohne dass Späne entstehen, deshalb gibt es fast keinen Abfall, und eine Maschine liefert Dutzende Fassungen pro Minute.

Das Kaltstauchen hat allerdings einen Nachteil. Wird Metall ohne Erwärmung umgeformt, verfestigt es sich: Die Härte steigt, die Duktilität sinkt. Man nennt das Kaltverfestigung. Bei einer Pressfassung ist sie nicht zulässig, denn beim Verpressen muss sich die Fassung plastisch verformen und den Schlauch fest umschließen. Eine kaltverfestigte Fassung kann an der Kante oder an den Rillen reißen, besonders bei Kälte, oder sie verpresst sich ungleichmäßig und hält den Schlauch schlechter.

Deshalb werden Pressfassungen nach dem Stauchen immer geglüht: Sie werden auf 650–700 °C erwärmt, gehalten und langsam abgekühlt. Das Metall rekristallisiert, die Kaltverfestigung wird abgebaut, und die Fassung wird wieder duktil. Von außen sieht eine ungeglühte Fassung genauso aus wie eine richtige; den Unterschied zeigen nur ein Härteprüfgerät oder eine Probeverpressung. Diesen Schritt sollten Sie deshalb bei jedem Lieferanten prüfen.

Nach dem Ofen wird die Härte der Fassungen geprüft, und einige Fassungen aus jeder Charge werden probeweise auf Schlauch verpresst und begutachtet: An der Kante und an den Rillen darf es keine Risse geben. Bohrung und Wanddicke werden bei jeder Charge geprüft, erst dann gehen die Fassungen zur Verzinkung.

Schlaucharmaturen bis 3/4″ (DN20) werden auf denselben Kaltstauchpressen gefertigt. Aus dem Draht wird ein Nippelrohling mit Bund und Schlauchstutzen gestaucht. CNC-Maschinen bohren dann den Durchgang, schneiden das Gewinde, bearbeiten Kegel oder Dichtfläche und drehen am Stutzen die Ringrillen, die den Schlauch halten. Das Stauchen bringt dem Nippel dieselben Vorteile wie der Fassung: fast kein Abfall, und der Faserverlauf folgt der Kontur des Teils.

Über 3/4″ lohnt sich das Stauchen nicht mehr, weil die Umformkraft mit dem Querschnitt des Teils wächst und große, teure Maschinen nötig sind. Deshalb werden Armaturen ab 1″ geschmiedet oder aus der Stange gedreht.

Beim Verpressen haben Nippel und Fassung unterschiedliche Aufgaben. Der Nippel muss Form und Durchgang behalten, die Fassung muss den Schlauch fest umschließen; deshalb gilt das zwingende Glühen für die Fassungen.

Chinesische Werke bezeichnen Stahl nach den nationalen Normen GB/T, und genau diese Sorten finden Sie in den Zeugnissen. Die Tabelle nennt die Sorten, die für Hydraulikverbindungen üblich sind, und ihre nächsten internationalen Entsprechungen. Die Stahlsorte einer bestimmten Charge steht im Werkstoffzeugnis.

In Werksdokumenten kommen mehrere Bezeichnungssysteme vor.

• 10, 20, 35, 45 sind unlegierte Qualitätsstähle nach GB/T 699. Die Zahl gibt den mittleren Kohlenstoffgehalt in Hundertstelprozent an, Stahl 45 enthält also etwa 0,45 % Kohlenstoff. In Werksdokumenten steht hinter der Zahl oft ein „#“: „45#“ ist derselbe Stahl 45.
• SWRCH und ML sind Kaltstauchstähle. SWRCH ist die japanische Bezeichnung nach JIS G3507, die auch chinesische Stahlwerke verwenden; ML ist die chinesische Bezeichnung nach GB/T 6478, zum Beispiel ML08Al.
• Sorten, die mit dem Buchstaben Y beginnen, sind Automatenstähle nach GB/T 8731 mit Zusatz von Schwefel oder Blei, die sich leichter zerspanen lassen. Y15Pb zum Beispiel ist dem amerikanischen 12L14 ähnlich.
• 06Cr19Ni10 und 06Cr17Ni12Mo2 sind nichtrostende Stähle, Entsprechungen von AISI 304 und 316. In chinesischen Dokumenten werden sie oft nach dem japanischen System angegeben: SUS304 und SUS316.

Für jede Schmelze stellt das Stahlwerk ein Zeugnis mit Schmelzennummer, chemischer Zusammensetzung und mechanischen Eigenschaften des Stahls aus. Welche Arten solcher Dokumente es gibt, legt die europäische Norm EN 10204 fest. In China entspricht ihr die GB/T 18253, die mit der internationalen ISO 10474 identisch ist und dieselben Dokumentarten mit derselben Nummerierung kennt. Die erste Ziffer zeigt, worauf die Ergebnisse beruhen: 2 steht für die laufende Fertigungskontrolle des Herstellers, 3 für Prüfungen an genau den Erzeugnissen, die geliefert werden. Für den Käufer sind vor allem zwei Arten wichtig.

Daneben gibt es die Werksbescheinigung 2.1, eine Bestätigung der Übereinstimmung mit der Bestellung ohne Prüfergebnisse, und das Abnahmeprüfzeugnis 3.2, das dem 3.1 entspricht, dessen Ergebnisse aber zusätzlich der Abnahmebeauftragte des Käufers oder eine unabhängige Prüfstelle bestätigt. Wenn Sie für das Material einer Charge ein Abnahmeprüfzeugnis 3.1 benötigen, geben Sie das bitte in Ihrer Anfrage an. Verzinkung und Salzsprühnebelprüfung behandelt der Artikel „Werkstoffe und Oberfläche“.

Flanscharmaturen Code 62 nach SAE J518, auch als ISO 6162-2 bekannt, sind in allen Größen für 42 MPa (420 bar) ausgelegt. Flansche Code 61 haben einen niedrigeren Nenndruck, der mit wachsender Größe zudem sinkt. Um 420 bar zu halten, wird der Flanschkopf Code 62 im Durchmesser größer und dicker ausgeführt, und die Schrauben sitzen weiter auseinander. Bei einer 2″-Armatur zum Beispiel hat der Kopf Code 61 einen Durchmesser von 71,4 mm und eine Dicke von 9,53 mm, der Kopf Code 62 dagegen einen Durchmesser von 79,4 mm und eine Dicke von 12,57 mm. Deshalb sind sie mit Flanschen Code 61 nicht austauschbar.

Der Rohling einer Flanscharmatur wird geschmiedet. Der Flanschkopf ist viel breiter als der Schlauchstutzen, bei kleinen Größen mehr als doppelt so breit, und beim Drehen aus einer Stange mit dem Durchmesser des Kopfes würde der größte Teil des Metalls zu Spänen. Noch wichtiger: Im Schmiedeteil läuft der Faserverlauf um den Übergang vom Kopf zum Stutzen herum. Das ist die am stärksten belastete Stelle des Teils: Die Flanschhälften drücken auf die Rückseite des Kopfes, während von innen der Druck mit Pulsationen wirkt.

Die strengsten Anforderungen bei der Bearbeitung gelten für die Dichtfläche und den Kopf. Auf der Dichtfläche lässt die Norm nur umlaufende Bearbeitungsspuren mit einer Rauheit von höchstens Ra 3,2 µm zu, denn ein radialer Kratzer auf dieser Fläche wird zum Leckageweg. Die O-Ring-Nut wird genau auf Maß gedreht, damit der Ring um den vorgesehenen Betrag verpresst wird. Die Kopfdicke wird in einer engen Toleranz gehalten, sonst drücken die Flanschhälften den Kopf nicht gleichmäßig über den ganzen Umfang an den Anschluss.

Flanscharmaturen für 6000 psi gibt es in drei Ausführungen: für Geflechtschläuche 1SN und 2SN, für Spiralschläuche 4SH und als Interlock-Ausführung für geschälte Schläuche. Bei der Interlock-Ausführung verhakt sich die Fassung beim Verpressen mechanisch mit dem Nippel, deshalb werden Fassung und Nippel einer solchen Verbindung als aufeinander abgestimmtes Paar gefertigt.

Wir arbeiten in Zhuji, im Ort Diankou in der Provinz Zhejiang. Er ist eines der größten Zentren der Metallverarbeitung in China: Hier sind Tausende Unternehmen tätig, von großen Werken bis zu kleinen Betrieben, die Gesenke und Werkzeuge herstellen. Für die Armaturenfertigung bedeutet das kurze Lieferwege, denn Stangenmaterial, Draht, Gesenke und Schneidwerkzeuge gibt es alle im selben Bezirk.

• Aufteilung nach Produkten und Arbeitsgängen. In China wird die Fertigung üblicherweise aufgeteilt: Der Standort, der Pressfassungen herstellt, dreht keine Flansche, und eine Schmiede beliefert mehrere mechanische Werkstätten mit Schmiedeteilen. Jeder Standort richtet Ausrüstung, Personal und Prüfung auf sein eigenes Teil aus, und das ergibt einen Preis, den ein Universalwerk kaum erreicht. Wie das bei uns organisiert ist, zeigt die Seite „Werk“.
• Hohe Maschinenauslastung. Automaten und CNC-Maschinen laufen rund um die Uhr, und ein Bediener betreut in der Regel mehrere Maschinen. Deshalb sind große Serien günstig, während bei einem kleinen Los das Umrüsten einen spürbaren Teil des Preises ausmacht.
• Ein gemeinsames Nummernsystem. Viele chinesische Werke verwenden dieselben Armaturennummern: 20411, 26711, 87611 und so weiter. Eine Nummer aus dem Katalog eines Werks wird von einem anderen in der Regel verstanden, und unser Katalog behält diese Nummern bei. Die Teile selbst werden nach internationalen Normen gefertigt — SAE, ISO, DIN, BS und JIS —, die Werkstoffe dagegen nach den chinesischen GB/T bezeichnet.
• Unterschiedliche Preise für dieselbe Position. Dieselbe Katalogposition kann von Werk zu Werk deutlich unterschiedlich kosten, und der Unterschied liegt fast immer in dem, was ein Foto nicht zeigt: Stahlsorte, Glühen der Pressfassungen, Gewindegenauigkeit, Zinkschichtdicke und Art der Passivierung.

Deshalb lohnt es sich, bei der Wahl eines Lieferanten, auch bei uns, ein paar Fragen zu stellen.

1. Aus welchem Stahl die Teile bestehen und ob es dafür ein Zeugnis gibt.
2. Ob die Pressfassungen nach dem Stauchen geglüht werden und wie ihre Härte geprüft wird.
3. Womit und wie oft Gewinde und Dichtsitze geprüft werden.
4. Wie dick die Zinkschicht ist, welche Passivierung verwendet wird und wie viele Stunden die Beschichtung im Salzsprühnebel bis zur Weißkorrosion hält.
5. Wie eine Charge gekennzeichnet wird und ob sich ihr Prüfbericht über die Kennzeichnung zurückverfolgen lässt.