DIN 1652-3 17Cr3 – Kaltgezogen, gedreht, weichgeglüht für hochverschleißfeste Kleinbauteile
17Cr3 (1.7016) im Zustand +SH – Drehfertig für Nockenwellen, Kolbenbolzen & Lagerbolzen
Für die wirtschaftliche Serienfertigung von kleinen, hochverschleißfesten Präzisionsteilen wird 17Cr3 häufig als kaltgezogener, gedrehter (gepeelter) und weichgeglühter Stab (+SH) beschafft. Die enge Maßtoleranz (h8/h9), die entkohlungsfreie Oberfläche und das gleichmäßige ferritisch-perlitische Gefüge ermöglichen direkten Einsatz auf CNC-Dreh- und Schleifmaschinen ohne weitere Vorbereitung.
Lieferzustand +SH – Technische Lieferbedingungen
| Parameter | Anforderung | Prüfung |
|---|---|---|
| Oberfläche | Gedreht/gepeelt, Ra ≤ 6,3 µm | Sichtprüfung, Ra-Messung |
| Entkohlungsschicht | ≤ 0,03 mm (total) | Mikroschliff nach EN ISO 3887 |
| Durchmesser-Toleranz | h8 / h9 (EN 10278) | 100 % Lehrenmessung |
| Geradheit | ≤ 0,4 mm/m | Rollenprüfung |
| Rundheit | ≤ 50 % der Durchmessertoleranz | Rundheitsmessgerät |
| Gefüge | Ferritisch-perlitisch, HB 174 | Härteprüfung, Gefügebild |
| Rissfreiheit | Oberfläche: MF/PT, Volumen: US | Nach EN 10277-4 |
Mechanische Eigenschaften (Zustand +SH, ø 10–25 mm)
| Kennwert | Wert | Einheit |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit Rm | 600–720 | MPa |
| Dehngrenze Rp0,2 | 350–420 | MPa |
| Bruchdehnung A5 | 14–20 | % |
| Brinell-Härte HBW | 174 (typisch) | – |
| Kerbschlagarbeit KV (20 °C) | ≥ 25 | J |
| Elastizitätsmodul E | 212 | GPa |
| Querkontraktionszahl ν | 0,29 | – |
Prozesskette: Vom Stab zum fertigen Bauteil (Beispiel Nockenwelle)
- Material: 17Cr3, +SH, ø 18 mm, h9, 3 m Stäbe, 3.1-Zertifikat
- CNC-Drehen (Vorschlicht): Vc = 180 m/min, f = 0,25 mm/U, ap = 1,5 mm → ø 16,5 mm
- Nocken fräsen/schleifen: 5-Achs-Simultanfräsen (Modul 1,5), anschließend CBN-Schleifen Ra 0,2 µm
- Einsatzhärten (Chargenofen): 900 °C, 2 h, Eht 0,6 mm, Öl-Abschreckung, Anlassen 160 °C / 2 h
- Endschleifen: Lagersitze h6, Nockenflanken Ra 0,15 µm, Profilgenauigkeit ≤ 3 µm
- Prüfung: Härte (HV 0,3 = 650–750), Maß, Verzahnung, Rissfreiheit (MF), Rundlauf
Vorteile des Zustands +SH für die Serienfertigung
- Kein Weichglühen im Haus: Spart Ofenkapazität, Energie, Zeit (ca. 8 h/Zyklus)
- Kein Entzundern/Strahlen: Gedrehte Oberfläche ist sauber, maßhaltig
- Prozesssichere Zerspanung: Gleichmäßige Härte (HB 170–185) → konstante Standzeiten
- Minimaler Verzug beim Härten: Feinkörniges, spannungsarmes Ausgangsgefüge
- 100 % Rückverfolgbarkeit: Wärmenummer auf jedem Stab → Chargenrückverfolgung
Temperaturbeanspruchung & Lebensdauer bei Kolbenbolzen
| Betriebszustand | Temperatur | Belastung | Lebensdauer (B10) |
|---|---|---|---|
| Kaltstart | –25 °C | Schlag, Biegung | Kein Versagen (Kerbtiefe < 0,1 mm) |
| Teillast | 120 °C | Wechselndruck 150 MPa | > 10⁷ Zyklen |
| Vollast | 180 °C | Wechselndruck 250 MPa | 2–5 × 10⁶ Zyklen |
| Überhitzung | 250 °C | Statisch 300 MPa | Kriechen, Härteabfall → Austausch |
Oberflächenveredelung nach Härten (State of the Art)
- Schrotkugelstrahlen (Shot Peening): Almen-Intensität 0,15–0,25 mmA → Druckeigenspannungen bis 400 MPa Tiefe 0,3 mm → +40 % Biegedauerfestigkeit
- DLC-Beschichtung (ta-C): Reibkoeffizient µ < 0,05, Härte 2500–3500 HV → trockenlaufend, verschleißfrei
- Plasma-Nitrieren: 420 °C, 10 h → Nitrierhärte 600–700 HV, Tiefe 0,15 mm → Korrosionsschutz + Verschleißschutz
Wirtschaftlicher Vergleich: 17Cr3 +SH vs. 16MnCrS5 +SH vs. 100Cr6 gehärtet
| Kostenfaktor | 17Cr3 +SH | 16MnCrS5 +SH | 100Cr6 (lagerfertig) |
|---|---|---|---|
| Material €/kg | 1,00 (Basis) | 1,07 | 2,30 |
| Zerspanzeit (Drehen/Schleifen) | 100 % | 85 % | 130 % |
| Wärmebehandlung (Einsatzhärten) | 100 % | 100 % | – (durchgehärtet) |
| Gesamtkosten pro Teil (Index) | 100 | 98 | 145 |
| Empfohlen für | ø ≤ 25 mm, hohe Stückzahl | ø 25–50 mm | Lager, hochpräzise |
Fazit & Empfehlung
17Cr3 im Zustand +SH ist die wirtschaftlichste Wahl für serienmäßig gefertigte Kleinbauteile (ø 8–25 mm) mit hoher Verschleißbeanspruchung: Nockenwellen, Kolbenbolzen, Lagerbolzen, kleine Zahnräder. Die Kombination aus drehfertiger Oberfläche, weichgeglühtem Gefüge und guter Einsatzhärtbarkeit bei geringem Legierungsaufwand macht ihn zum Standardwerkstoff in der Automobilzulieferindustrie für diese Anwendungen.
DIN 1652-3 17Cr3 kaltgezogen – Hochverschleißfester Chromstahl für kleine Präzisionsteile
DIN 1652-3: 17CrNiMo6 Stahl – Ferritisch-perlitische Behandlung & Kaltgezogen für Hochlastanwendungen
Metall
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