DIN 1652-3 16MnCrS5 – Kaltgezogen, gedreht, weichgeglüht für Automobil-Getriebe & Lenkung

16MnCrS5 (1.7139) im Zustand +A/+SH – Drehfertig, maßhaltig, einsatzhärtbar

Für die Serienfertigung von Getriebewellen, Lenkspindeln, Zahnrädern und Nockenwellen wird 16MnCrS5 häufig im Zustand kaltgezogen, gedreht (gepeelt) und weichgeglüht (+A/+SH) beschafft. Die Kombination aus engsten Maßtoleranzen (h7–h9), entkohlungsfreier Oberfläche und weichgeglühtem Gefüge ermöglicht direkte Weiterbearbeitung (Verzahnen, Schleifen) ohne Zwischenwärmebehandlung.

Lieferzustand +SH (Soft Annealed + Peeled/Turned)

Merkmal	Spezifikation	Vorteil
Oberfläche	Gedreht/gepeelt, Ra 3,2–6,3 µm	Keine Zunderhaut, keine Entkohlung
Durchmesser-Toleranz	h8 / h9 (EN 10278)	Passgenau für nachfolgende Bearbeitung
Geradheit	≤ 0,3 mm/m	Minimiert Richtaufwand
Rundheit	≤ ½ IT-Toleranz	Ideal für Schleifen/Verzahnen
Gefüge	Ferritisch-perlitisch, HB 170–210	Optimale Zerspanbarkeit & Härtbarkeit

Mechanische Eigenschaften (Zustand +SH, Nennmaß 20–60 mm)

Kennwert	Wert	Einheit
Zugfestigkeit R_m	600–750	MPa
Dehngrenze R_p0,2	380–450	MPa
Bruchdehnung A₅	12–18	%
Brinell-Härte HBW	170–210	–
Kerbschlagzähigkeit (20 °C)	≥ 20	J
Elastizitätsmodul E	212	GPa
Querkontraktionszahl ν	0,28	–

Typischer Fertigungsablauf (OEM-Serienprozess)

Rohmaterial: 16MnCrS5, +SH, ø 45 mm, h9, 6 m Stäbe
Drehen (CNC): Vorschlichten auf Maß + 0,5 mm, Schruppen V_c = 220 m/min, f = 0,35 mm/U
Verzahnen: Wälzfräsen / Wälzstoßen (Modul 1,5–3,5), Qualität DIN 6–7
Einsatzhärten: 900 °C, 4 h, Eht 1,0 mm, Öl-Abschreckung, Anlassen 180 °C
Schleifen: Außen- & Innenschleifen (Passungen h6, H7), Ra ≤ 0,4 µm
Endprüfung: Maß, Härte (HRC 58–62), Verzahnungsqualität, Rissfreiheit (MF/PT)

Spezifische Vorteile für Automobil-Anwendungen

Lenkspindeln: Hohe Kerndauerfestigkeit bei wechselnder Biegung (R_b > 400 MPa nach Härten)
Getriebewellen: Kerbzähigkeit im Kerbgrund (K_t = 1,5–2,0) durch feinmartensitischen Rand
Nockenwellen: Verschleißfeste Nockenflanken (HV 650–750) bei zähem Kern für Biegebelastung
Zahnstangen: Geradheit nach Härten < 0,1 mm/m durch spannungsarmes Anlassen

Temperaturverhalten & Lebensdauer

Betriebstemperatur	Dauerfestigkeit σ_D (Biegen)	Kerbzähigkeit
–25 °C	420 MPa	Hoch (übergangsbereich)
20 °C	450 MPa	Sehr hoch
100 °C	410 MPa	Hoch
150 °C	360 MPa	Mittel

Die untere Einsatztemperatur von –25 °C wird durch den Mn-Gehalt (1,0–1,3 %) und feinkörniges Gefüge sichergestellt. Kein spröder Bruch bei Schlagbelastung.

Oberflächenbehandlung nach Härten (Optional)

Schrotkugelstrahlen: Erzeugt Druckeigenspannungen → +30 % Dauerfestigkeit
Nitrieren (Plasma/Gas): Zusätzliche Randhärte, Korrosionsschutz (nur bei Sonderanforderung)
Beschichtung: DLC, CrN für trockenlaufende Verzahnungen

Qualitätssicherung nach IATF 16949 / VDA

Erstmusterprüfbericht (EMPB) nach VDA Band 2
Prozessfähigkeit C_pk ≥ 1,33 für kritische Maße (Durchmesser, Härte, Eht)
Rückverfolgbarkeit: Chargen- / Wärme-Nr. auf jedem Stab (Laserbeschriftung)
Lieferanten-Audit: Wärmebehandlung (Ofenklasse 1 nach AMS 2750 / CQI-9)

Alternative Werkstoffe bei höheren Anforderungen

Anforderung	Alternative	Werkstoffnr.	Mehrkosten
Nennmaß > 60 mm	20MnCr5 / 20MnCrS5	1.7147 / 1.7149	+15 %
Höhere Kerndauerfestigkeit	18CrNiMo7-6	1.6587	+40 %
Korrosionsbeständigkeit	16MnCrS5 + Nitrieren	1.7139	+25 %
Gewichtsreduktion	Hohlwelle aus 16MnCrS5	1.7139	Konstruktion

DIN 1652-3 16MnCrS5: Kaltgezogen & ferritisch-perlitisch – Optimale Basis für Einsatzhärtung DIN 1652-3 17Cr3 kaltgezogen – Hochverschleißfester Chromstahl für kleine Präzisionsteile

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