SAE J524 Kaltgezogene, geschweißte, nahtlose, kohlenstoffarme Stahlröhre für Fahrzeuge

SAE J524 Automobil-Hydraulikrohre sind kaltgezogene, nahtlose Niedrigkohlenstoffstahl-Druckrohre, die speziell für Hydraulikleitungen und andere Fluidkraftsysteme hergestellt werden, die eine zuverlässige Biege- und Bördelbarkeit erfordern. Nach dem Kaltziehen auf Endabmessungen wird das Rohr geglüht, um eine hohe Duktilität, kontrollierte Härte, Maßgenauigkeit und eine saubere Innenoberfläche zu erzielen.

Die nahtlose Konstruktion eliminiert die Längsnaht, die bei geschweißten Hydraulikrohren vorhanden ist, wodurch SAE J524 besonders für Automobil- und mobile Hydrauliksysteme geeignet ist, bei denen eine gleichmäßige Rohrwandintegrität, wiederholte Umformvorgänge und eine zuverlässige Druckbeständigkeit erforderlich sind.

Die aktuelle SAE J524-Spezifikation umfasst nahtlose Niedrigkohlenstoffstahlrohre, die zum Biegen und Bördeln geglüht sind. Fertige Rohre müssen die spezifizierte chemische Zusammensetzung, Maßtoleranzen, Zugfestigkeitseigenschaften, Härte, Dehnung, Abflachung, Ausdehnung und Verarbeitungsanforderungen erfüllen.

SAE J524-Rohre werden ohne Längsnaht hergestellt. Das Rohr wird aus nahtlosem Hohlmaterial hergestellt und anschließend kaltgezogen, um die erforderlichen Abmessungen und Oberflächenbedingungen zu erzielen.

Diese Konstruktion ist besonders geeignet, wenn die technische Zeichnung ausdrücklich nahtlose Hydraulikrohre vorschreibt oder wenn eine geschweißte Verbindung in der Rohrwand unerwünscht ist.

Fertige SAE J524-Rohre müssen die folgenden wichtigsten mechanischen Anforderungen erfüllen:

• Mindestzugfestigkeit: 310 MPa
• Mindeststreckgrenze: 170 MPa
• Mindestdehnung auf 50 mm: 35 %
• Maximalhärte: 65 HRB

Für Rohre mit einem Außendurchmesser von 9,5 mm oder weniger und/oder einer Wandstärke von 0,9 mm oder weniger kann eine zulässige Mindestdehnung von 25 % gelten.

Die Härteprüfung ist normalerweise nicht erforderlich, wenn die Nenndicke der Wand unter 1,65 mm liegt, vorausgesetzt, die Rohre erfüllen die anderen geltenden mechanischen Anforderungen.

SAE J524 schreibt progressiv kontrollierte AD-Toleranzen entsprechend dem Rohrdurchmesser vor:

Kaltziehen sorgt für Maßgenauigkeit, erhöht aber auch die Materialhärte. SAE J524 schreibt daher vor, dass das Rohr nach der Umformung geglüht wird, damit das fertige Rohr die für das Biegen und Bördeln erforderliche Duktilität erhält.

Die resultierende geringe Härte und hohe Dehnung reduzieren das Risiko von Rissen während der Herstellung von Hydraulikleitungen.

Die Wandstärkenvariation ist begrenzt auf:

• ±10 % für Rohre mit einem Nenndurchmesser von 12,7 mm oder größer
• ±15 % für Rohre mit einem Nenndurchmesser unter 12,7 mm

Diese Kontrolle trägt dazu bei, ein vorhersagbares Umformverhalten und eine konstante Druckleistung über die gesamte Rohrlänge aufrechtzuerhalten.

Eine der wichtigsten Kaufüberlegungen für hydraulische Automobilrohre ist nicht nur die Maßgenauigkeit, sondern auch die Innenreinheit.

Partikel, Zunder, Metallspäne, Ziehrückstände oder Verunreinigungen, die sich im Rohr befinden, können in Hydraulikventile, Pumpen, ABS-Module, Lenkungskomponenten, Zylinder und Präzisionssteuerungskomponenten gelangen.

Unsere Produktionsroute kann daher umfassen:

• Kontrollierte Innenreinigung nach dem Kaltziehen
• Entfernung von Ziehschmierstoff und losen Partikeln
• Endschutz nach der Reinigung
• Innenvisuelle Inspektion, wo zutreffend
• Saubere Verpackung zur Reduzierung von Sekundärkontamination

Spezifische Reinheitsgrenzwerte sollten auf der Kaufzeichnung angegeben werden, wenn Partikelgröße, Partikelmasse oder komponentenspezifische Reinheitsanforderungen kritisch sind.

Hydraulikrohre werden vor der Montage häufig mehrmals gebogen und können anschließend an den Anschlussenden gebördelt werden. Ein Rohr, das nur die Maßprüfung besteht, kann während der tatsächlichen Umformung immer noch versagen, wenn Härte, Glühgleichmäßigkeit oder Materialduktilität inkonsistent sind.

Aus diesem Grund können fertige SAE J524-Rohre durch mechanische und umformungsbezogene Prüfungen kontrolliert werden, einschließlich:

• Zugversuch
• Überprüfung der Streckgrenze
• Dehnungsprüfung
• Härteprüfung
• Abflachungsprüfung
• Ausdehnungs- oder bördelbezogene Prüfung
• Maßprüfung nach dem endgültigen Glühen

Ziel ist es, den Zustand des fertigen Rohrs zu überprüfen, anstatt sich nur auf die Zertifizierung des Rohmaterials zu verlassen.

Der Arbeitsdruck kann nicht allein aus der Bezeichnung „SAE J524“ ermittelt werden.

Die Druckfähigkeit hängt ab von:

• Außendurchmesser des Rohrs
• Tatsächliche Wandstärke
• Materialfestigkeit
• Konstruktion der Verschraubung
• Bördelgeometrie
• Biegeradius
• Temperatur
• Hydraulikmedium
• Korrosionszuschlag
• Dynamische Druckzyklen
• Erforderlicher Auslegungs-Sicherheitsfaktor

Für den Einkauf sollte die empfohlene Spezifikation daher AD × Wandstärke, Verschraubungssystem, maximaler Arbeitsdruck, Temperaturbereich, Biegeanforderungen und Oberflächenbehandlung umfassen.

Dies ermöglicht es, die Rohrdimension an den tatsächlichen Hydraulikkreis anzupassen, anstatt Rohre nur nach Nenndurchmesser auszuwählen.

Die Rohre werden im nahtlosen Verfahren hergestellt und auf Endabmessungen kaltgezogen.

Nach der Umformung werden die Rohre geglüht, damit das fertige Produkt die Maß-, chemischen, mechanischen und Umformungsanforderungen von SAE J524 erfüllt.

Eine typische Herstellungsroute ist:

Vorbereitung des Brammen- oder Stabmaterials -> Lochen -> Herstellung nahtloser Hohlkörper -> Beizen und Schmieren -> Mehrere Kaltziehgänge -> Endkalibrierung -> Glühen -> Richten -> Oberflächenreinigung -> Maßprüfung -> Mechanische Prüfung -> Schneiden -> Endkontrolle -> Verpackung.

Eine typische SAE J524-Anwendung ist das nahtlose Stahl-Druckrohr zwischen der hydraulischen Servolenkungspumpe und dem Lenkgetriebe.

In dieser Komponente muss das Rohr dem hydraulischen Druck standhalten und gleichzeitig mehrere Biegungen durchlaufen, die durch das Layout des Fahrzeugs erforderlich sind. Der geglühte Niedrigkohlenstoffstahlzustand ermöglicht die Umformung der Leitung ohne Rissbildung, während die präzise Kontrolle des Außendurchmessers eine zuverlässige Installation mit Hydraulikverschraubungen und Halteklammern unterstützt.

Für diese Anwendung definieren die Beschaffungsspezifikationen normalerweise:

• Rohr-AD und Wandstärke
• Mindestbiegeradius
• Verschraubungsschnittstelle
• Betriebsdruck
• Berstdruckanforderung
• Innenreinheit
• Korrosionsschutzbeschichtung
• Endgeometrie
• Dichtheitsprüfanforderung

Für Rohre mit nominalem AD ≤9,5 mm und/oder Wandstärke ≤0,9 mm kann gemäß SAE J524 eine Mindestdehnung von 25 % zulässig sein.

Die Härteprüfung ist im Allgemeinen nicht erforderlich für Rohre mit einer Nenndicke der Wand unter 1,65 mm, obwohl alle anderen geltenden mechanischen Anforderungen weiterhin gelten.

SAE J524-Rohre sind für Anwendungen bestimmt, bei denen Biege- und Bördelqualität unerlässlich sind. Fertige Rohre sollten daher eine gleichmäßige Duktilität im Umfang und entlang der Produktionslänge aufweisen.

Wichtige Prüfmerkmale sind:

Das fertige Rohr sollte eine glatte und handelsübliche saubere Oberfläche aufweisen, die dem kaltgezogenen und geglühten Herstellungsprozess entspricht.

Für hydraulische Automobilsysteme kann zusätzlicher Korrosionsschutz je nach Installationsumgebung spezifiziert werden. Verfügbare Nachbehandlungsoptionen können umfassen:

• Verzinkung
• Zink-Nickel-Beschichtung
• Phosphatbeschichtung
• Passivierung
• Schutzöl
• Kundenspezifische Beschichtungssysteme

Die Oberflächenbeschichtung sollte gemäß Salzsprühnebelbelastung, Installationsposition, Umformsequenz, Verschraubungsdesign und OEM-Korrosionsanforderungen ausgewählt werden und nicht als Teil der grundlegenden SAE J524-Materialbezeichnung betrachtet werden.

Für ein genaues Angebot oder eine technische Bewertung sollte das SAE J524-Rohr normalerweise im folgenden Format spezifiziert werden:

SAE J524 - AD × Wandstärke × Länge - Geglüht - Oberflächenzustand - Menge

Beispiel:

SAE J524 - 12,7 mm AD × 1,5 mm WT × 6000 mm - Kaltgezogen und geglüht - Geölte Oberfläche

Für Automobil-Serienteile sollte die Kaufspezifikation zusätzlich die Zeichnungsnummer, den Biegeradius, die Anforderung an die Innenreinheit, die Beschichtungsspezifikation, die Verschraubungsschnittstelle, die Druckanforderung und die erforderliche Prüfdokumentation angeben.

Verfügbare Prüfdokumentation kann umfassen:

• Materialprüfzeugnis
• Rückverfolgbarkeit der Chargennummer
• Bericht über die chemische Zusammensetzung
• Bericht über Zugversuche
• Bericht über die Streckgrenze
• Bericht über die Dehnung
• Bericht über die Härte
• Bericht über die Maßprüfung
• Aufzeichnung der Oberflächeninspektion
• Ergebnisse von Abflachungs- oder Ausdehnungsprüfungen
• Kundenspezifische Prüfdokumentation

Für sicherheitskritische hydraulische Automobilsysteme sollten die Abnahmekriterien immer durch die geltende technische Zeichnung, die Komponentenspezifikation, die SAE J524-Ausgabe, den Verschraubungsstandard und die technischen Anforderungen des Fahrzeugherstellers definiert werden.