Jul 07, 2025
Jako kluczowy mechaniczny element sprężysty, wydajność Sprężyna napięcia skrętnego ze stali nierdzewnej jest bezpośrednio związany z niezawodnością i żywotnością obsługi sprzętu mechanicznego. Hartowanie po procesie formowania jest jednym z podstawowych kroków w celu zapewnienia stabilności właściwości mechanicznych sprężyny. Rozsądna temperatura temperaturowa i kontrola czasu mają ogromne znaczenie dla wyeliminowania naprężenia resztkowego, poprawy żywotności zmęczenia wiosennego i właściwości mechanicznych.
Rola i konieczność temperowania
Hartowanie jest procesem oczyszczania cieplnego po tworzeniu wiosny. Głównym celem jest wyeliminowanie naprężenia resztkowego generowanego podczas przetwarzania zimnego (takiego jak rozciąganie i formowanie skrętne). Istnienie naprężenia resztkowego doprowadzi do niestabilnych wymiarów sprężyny, wahań właściwości mechanicznych, a nawet przedwczesnego złamania zmęczenia. Ponadto temperowanie może również poprawić wytrzymałość materiału, zmniejszyć kruchość i poprawić odporność na zmęczenie sprężyny przy wielokrotnym obciążeniu.
W przypadku materiałów ze stali nierdzewnej, szczególnie powszechnie stosowanej austenitycznej stali nierdzewnej, takiej jak 304 i 316, temperowanie pomaga ustabilizować jego strukturę organizacyjną, zapobiegać degradacji wydajności materiału po utwardzeniu na przeziębienie oraz zapewnienie, że moduł sprężystości i wytrzymałość sprężyny spełniają wymagania projektowe.
Zakres temperaturowy sprężyny ze stali nierdzewnej
Temperatura temperatury sprężyn naprężenia skrętu ze stali nierdzewnej jest zwykle kontrolowana między 350 ℃ a 550 ℃. Specyficzny wybór temperatury różni się w zależności od oceny ze stali nierdzewnej, formowania procesu i środowiska zastosowania sprężyny.
350 ℃ do 400 ℃: Nadaje się do sprężyn z lekkim przetwarzaniem na zimno, które mogą skutecznie uwolnić stres związany z utwardzaniem pracy, uniknąć nadmiernego wzrostu materiału i utrzymać wysoką wytrzymałość i twardość.
400 ℃ do 450 ℃: Jest to najczęstszy zakres temperatur temperaturowych, biorąc pod uwagę eliminację naprężenia szczątkowego i optymalizację właściwości mechanicznych. Większość sprężyn ze stali nierdzewnej 304 i 316 jest hartowana w tym zakresie temperatur, aby upewnić się, że sprężyna ma dobrą żywotność zmęczeniową i stabilność wymiarową.
450 ℃ do 550 ℃: Odpowiednie dla sprężyn lub specjalnych materiałów stopowych w stanie wysokiego naprężenia. Wyższa temperatura może jeszcze bardziej poprawić wytrzymałość i zmniejszyć kruchość, ale zbyt wysoka temperatura może zmniejszyć moduł sprężysty sprężyny.
Jeśli temperatura temperatury jest zbyt niska, trudno jest całkowicie wyeliminować naprężenie szczątkowe i wpłynąć na stabilność wydajności sprężyny; Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, może spowodować zmniejszenie siły sprężyny i uszkodzenie wydajności sprężystości, wpływając na jego normalne zastosowanie.
Standard kontrolny czasu temperowania
Czas odpuszczenia jest zwykle określany według wielkości, średnicy drutu i grubości materiału sprężyny, zwykle od 15 minut do 60 minut.
W przypadku sprężyn o cienkiej średnicy drutu (mniej niż 1,0 mm) czas temperowania jest w większości kontrolowany po 15 do 30 minut, aby uniknąć nadmiernego wyżarzania materiału z powodu zbyt długiego czasu.
Sprężyny o średnicy drutu (1,0 mm do 3,0 mm) są na ogół temperowane przez 30 do 45 minut, aby upewnić się, że naprężenie jest całkowicie uwalniane przy zachowaniu twardości i wytrzymałości materiału.
Sprężyny o większych średnicach drutu lub grubszych grubości wymagają od 45 do 60 minut, aby upewnić się, że ciepło jest równomiernie przeniesione do wnętrza sprężyny, a naprężenie resztkowe jest w pełni wyeliminowane.
Niewystarczający czas temperamentu może spowodować, że naprężenie resztkowe na sprężynie nie zostanie całkowicie uwolnione, a zmiany wymiarowe lub wczesne złamania zmęczeniowe mogą wystąpić w późniejszym użyciu. Zbyt długi czas może wpływać na twardość i elastyczny moduł materiału i zmniejszyć pojemność obciążenia sprężyny.
Jednolitość temperatury i kontrola atmosfery podczas temperowania
Jednoliczalność temperatury podczas temperowania bezpośrednio wpływa na wydajność sprężyny. Używany jest wysokowydajny piec kontrolowany temperaturą, aby upewnić się, że sprężyna jest równomiernie podgrzewana przez całą objętość przedmiotu, aby uniknąć lokalnych gradientów przegrzania lub temperatury, które powodują stężenie naprężeń.
Środowisko odprowadzające jest zwykle powietrze lub atmosfera ochronna (taka jak azot lub argon). Atmosfera ochronna może skutecznie zapobiegać utlenianiu wysokiej temperatury i dekarburizacji powierzchniowej, utrzymywać gładką powierzchnię sprężynową i odporną na korozję materiału. W przypadku sprężyn w branży medycznej i elektronicznej o wysokich wymaganiach ochronna temperatura atmosfery jest powszechnym wyborem procesu.
Znaczenie testowania wydajności po temperowaniu
Po złagodzeniu należy przeprowadzić serię testów wydajności, aby wiosna spełniła wymagania projektowe. Typowe testy obejmują test sztywności sprężyny, test stabilności wymiarowej, test życia zmęczeniowego i test twardości powierzchni. Poprzez testowanie informacji zwrotnej, czy proces temperowania jest odpowiedni, kontrola temperatury i czasu można dalej zoptymalizować.
Test życia zmęczenia jest szczególnie ważny. Po rozsądnym temperowaniu wydajność zmęczenia sprężyn ze stali nierdzewnej jest znacznie ulepszona, co może spełniać wymagania cyklicznych obciążeń o wysokim cyklu i dostosować się do złożonych środowisk mechanicznych.