Technisch gesehen ist Gusseisen ein Material der Widersprüche: Es ist außergewöhnlich druckfest, aber vergleichsweise schwach bei Zugbelastung. In seiner reinen Form, wie etwa bei Grauguss, handelt es sich um einen relativ spröden Werkstoff, der traditionell eher für das Gewindeschneiden als für gewindefurchende Schrauben bei der Herstellung von Innengewinden geeignet war.

Die Montagetechnik hat sich jedoch weiterentwickelt. Durch die Identifizierung spezifischer Gusseisensorten, die über eine ausreichende Duktilität verfügen, können Hersteller TAPTITE®-Gewindefurchschrauben einsetzen. Dies ermöglicht leistungsstarke Verbindungen, ohne den Aufwand und die Verunreinigungen eines zusätzlichen Gewindeschneidprozesses.

Nicht jedes Gusseisen ist gleich

Bei Gusseisen hängt der Erfolg einer gewindefurchenden Verschraubung – und das daraus resultierende Eindrehmoment – vollständig von der Fähigkeit des Materials ab, unter hohem lokalem Druck zu fließen. Diese „Formbarkeit“ wird durch die Graphitmorphologie bestimmt, also die Form und Verteilung des Kohlenstoffs innerhalb des Eisens.

  • Grauguss (Graphitlamellen): In herkömmlichem Grauguss liegt Graphit in Form von scharfkantigen Lamellen vor. Diese wirken als starke interne Spannungskonzentratoren. Wenn eine Schraube versucht, dieses Metall zu verdrängen, lösen die Lamellen Mikrorisse aus, was zu einer schlechten Gewindeausformung und ungleichmäßigen Drehmomenten führt. Aus diesen Gründen wird das Gewindefurchen für Grauguss nicht empfohlen.


  • Duktiles Gusseisen / Sphäroguss (Graphitkugeln): Bei Sphäroguss ist der Graphit kugelförmig. Diese Kugeln (Nodule) können physisch komprimiert oder verdrängt werden, sodass die umgebende Metallmatrix um sie herumfließen kann, ohne Risse zu bilden. Dies sorgt für die notwendige Duktilität für hochwertige und hochfeste Innengewinde.

Die Matrix: Ferrit vs. Perlit

Während die Graphitstruktur darüber entscheidet, ob man ein Gewinde furchen kann, bestimmt die „Matrix“ (das den Graphit umgebende Metall), wie viel Drehmoment dafür erforderlich ist.

  • Die ferritische Matrix: Ferrit ist im Wesentlichen reines Alpha-Eisen. Er ist hochgradig duktil und weist eine niedrige Streckgrenze auf. Bei rein ferritischen Sorten gibt das Eisen leicht nach, was zu moderaten Eindrehmomenten führt.

  • Die perlitische Matrix: Perlit ist ein Schichtgefüge aus Ferrit und extrem hartem, sprödem Zementit. Mit steigendem Perlitanteil nehmen die Gesamthärte und die Streckgrenze des Eisens zu, was den Gewindeloben der TAPTITE®-Schraube deutlich mehr Widerstand entgegensetzt. Bei Sorten mit hohem Perlitanteil kann das Drehmoment exzessiv ansteigen, sodass das Material unter Umständen nicht mehr für das Gewindefurchen geeignet ist.

Der TAPTITE®-Unterschied: Qualität statt „Plagiate“

Verschraubungen in duktilem Gusseisen setzen die Schraube extremen Belastungen aus. Ein „Billigprodukt“ oder eine einfache Kopie versagt oft, weil dem Herstellungsprozess die metallurgische Präzision fehlt, die erforderlich ist, um den Widerstand des Eisens zu überwinden. Typische Versagensmodi bei nicht-originalen Schrauben sind:

  1. Entkohlung (weiche Gewindespitzen): Wenn der Kohlenstoffgehalt während des Härtens nicht streng kontrolliert wird, kommt es zur Randentkohlung. Wenn die Oberfläche der Schraube an Kohlenstoff verarmt ist, werden die Gewindespitzen weich. Diese verformen sich oder „brechen zusammen“, anstatt ein Gewinde zu furchen.

  2. Fehlerhafte Induktivhärtung: Original TAPTITE 2000®- und TAPTITE PRO®-Schrauben müssen nach einem spezifischen Profil induktiv gehärtet werden (mindestens 480 HV), um eine robuste Sicherheitsmarge zu gewährleisten.


  3. Messfehler: Viele Qualitätsprüfungen messen die Härte nur am Gewindegrund. Die höchste Belastung beim Furchen tritt jedoch an der Gewindespitze auf. REMINC-Protokolle schreiben Mikrohärteprüfungen an der Spitze vor, um ein vollständig martensitisches Gefüge sicherzustellen, das eine erfolgreiche Gewindeformung ermöglicht.

Engineering für den Erfolg

Erfolgreiches Gewindefurchen in Gusseisen ist eine „Systemleistung“, bei der Schraube und Trägermaterial perfekt aufeinander abgestimmt sein müssen. Um konstante Drehmomente zu gewährleisten, sollten Ingenieure Folgendes beachten:

  • Kernlochdurchmesser: Bei härteren, perlitischen Sorten reduziert ein größerer Kernlochdurchmesser das zu verdrängende Materialvolumen. Dies senkt das Drehmoment auf ein handhabbares Niveau, ohne die Festigkeit der Verbindung signifikant zu beeinträchtigen.

  • Spitzengeometrie: Während für Gusseisen eine Standardspitze mit 5 Gewindegängen empfohlen wird, sollte die „SP“-Version (Short Point) vermieden werden, da sie bei diesen Materialien zu höheren Drehmomenten oder zum Versagen führen kann.

  • Prüfgrenzen: Da die Eigenschaften von Gusseisen selbst innerhalb einer Charge schwanken können, sollten Schrauben an Proben mit der maximal zulässigen Härte des Produktionsmaterials getestet werden, um eine zuverlässige Verbindung zu garantieren.

Durch die Wahl lizenzierter REMINC-Produkte und das Verständnis der einzigartigen metallurgischen Anforderungen von Gusseisen können Hersteller einen effizienteren, zuverlässigeren und kostengünstigeren Montageprozess realisieren.

Laden Sie hier den vollständigen technischen Bericht PR-189 herunter, um mehr über die metallurgischen Auswirkungen auf TAPTITE®-Produkte in Gusseisenwerkstoffen zu erfahren.