Jul 07, 2025
Kao ključni mehanički elastični element, performanse opruga napetosti torzije od nehrđajućeg čelika izravno je povezan s pouzdanošću i radnim vijekom mehaničke opreme. Temperatura nakon procesa formiranja jedan je od jezgrenih koraka kako bi se osigurala stabilnost mehaničkih svojstava opruge. Razumna temperatura kaljenja i kontrola vremena od velikog su značaja za uklanjanje obrade zaostalog stresa, poboljšanje trajanja proljetnog umora i mehaničkih svojstava.
Uloga i nužnost kaljenja
Kantiranje je postupak toplinske obrade nakon formiranja opruge. Glavna svrha je eliminirati zaostali stres nastali tijekom hladne obrade (poput istezanja i formiranja torzije). Postojanje zaostalog stresa dovest će do nestabilnih dimenzija opruge, fluktuacija mehaničkih svojstava, pa čak i prijevremenog prijeloma umora. Osim toga, kaljenje može također poboljšati žilavost materijala, smanjiti krhkost i poboljšati otpornost na umor opruge pod opetovanim opterećenjem.
Za materijale od nehrđajućeg čelika, posebno uobičajeno korištene austenitne nehrđajuće čelike, poput 304 i 316, temperiranje pomaže u stabilizaciji svoje organizacijske strukture, sprječavanju degradacije performansi materijala nakon otvrdnjavanja hladnog rada i osiguravanje da elastični modul i snaga opruge ispunjavaju zahtjeve za dizajnom.
Raspon temperature opruge od nehrđajućeg čelika
Temperatura temperiranja opruga napetosti od nehrđajućeg čelika obično se kontrolira između 350 ℃ i 550 ℃. Specifični odabir temperature varira ovisno o stupnju od nehrđajućeg čelika, procesa formiranja i primjene opruge.
350 ℃ do 400 ℃: Prikladno za opruge s laganom preradom hladnoće, koje mogu učinkovito osloboditi stres od stvrdnjavanja rada, izbjeći prekomjerni rast zrna materijala i održavati visoku snagu i tvrdoću.
400 ℃ do 450 ℃: Ovo je najčešći raspon temperature kaljenja, uzimajući u obzir uklanjanje zaostalog naprezanja i optimizaciju mehaničkih svojstava. Većina opruga od nehrđajućeg čelika 304 i 316 temperirana je u ovom temperaturnom rasponu kako bi se osiguralo da opruga ima dobru stabilnost umora i dimenzionalnu stabilnost.
450 ℃ do 550 ℃: Prikladno za opruge ili posebne legure u stanju visokog stresa. Umjeravanje višeg temperature može dodatno poboljšati žilavost i smanjiti krhkost, ali previsoka temperatura može smanjiti elastični modul opruge.
Ako je temperatura kaljenja preniska, teško je u potpunosti ukloniti zaostali stres i utjecati na stabilnost performansi opruge; Ako je temperatura previsoka, može uzrokovati smanjenje snage opruge i oštećenja elastičnih performansi, što utječe na njegovu normalnu upotrebu.
Kontrolni standard vremena umetanja
Vrijeme kaljenja obično se određuje prema veličini, promjeru žice i debljini materijala opruge, uglavnom između 15 i 60 minuta.
Za opruge s promjerom sitne žice (manji od 1,0 mm), vrijeme kaljenja uglavnom se kontrolira u 15 do 30 minuta kako bi se izbjeglo pretjerano žarenje materijala zbog predugog vremena.
Opruge srednjeg promjera žice (1,0 mm do 3,0 mm) obično se temperiraju 30 do 45 minuta kako bi se osiguralo da se napon u potpunosti oslobodi uz održavanje tvrdoće i čvrstoće materijala.
Programi s većim promjerima žice ili debljine debljine zahtijevaju 45 do 60 minuta kako bi se osiguralo da se toplina ravnomjerno prenosi na unutrašnjost opruge, a zaostali stres se u potpunosti eliminira.
Nedovoljno vrijeme kamperiranja može uzrokovati da se zaostali stres unutar opruge u potpunosti ne oslobađa, a dimenzijske promjene ili rani prijelomi umora mogu se dogoditi u naknadnoj uporabi. Predugo vrijeme može utjecati na tvrdoću i elastični modul materijala i smanjiti kapacitet opruge opruge.
Temperaturna ujednačenost i kontrola atmosfere tijekom temperiranja
Temperaturna ujednačenost tijekom temperiranja izravno utječe na performanse opruge. Visoko precizna peć pod kontrolom temperature koristi se kako bi se osiguralo da se opruga ravnomjerno zagrijava tijekom čitavog volumena radnog dijela kako bi se izbjeglo lokalno pregrijavanje ili temperaturni gradijenti koji uzrokuju koncentraciju stresa.
Okoliš za ublažavanje obično je zrak ili zaštitna atmosfera (poput dušika ili argona). Zaštitna atmosfera može učinkovito spriječiti oksidaciju visoke temperature i površinsku dekarburizaciju, održavanje opružne površine glatka i otporna na koroziju materijala. Za opruge u medicinskoj i elektroničkoj industriji s visokim potrebama, zaštitna atmosfera je čest izbor procesa.
Važnost testiranja performansi nakon kaljenja
Nakon kaljenja, mora se provesti niz testova performansi kako bi se osiguralo da proljeće ispunjava zahtjeve za dizajnom. Uobičajeni testovi uključuju test krutosti opruge, test dimenzionalne stabilnosti, test života zamora i test površinske tvrdoće. Ispitivanjem povratnih informacija je li postupak kaljenja prikladan, temperatura i kontrola vremena mogu se dodatno optimizirati.
Test života umora posebno je važan. Nakon razumnog kamperija, značajno su poboljšane performanse zamora opruga od nehrđajućeg čelika, što može udovoljiti zahtjevima cikličkih opterećenja visokog ciklusa i prilagoditi se složenim mehaničkim okruženjima.