Что такое пружинная сталь?
Пружинная сталь — это стальной материал, используемый для изготовления различных типов пружин.
Она доступна в виде проволоки, прутка и полосы. Метод изготовления пружин можно разделить на «горячее формование», при котором материалу придают форму пружины, а затем подвергают термической обработке, и «холодное формование», при котором материалу придают форму пружины при комнатной температуре с использованием термически обработанного материала.
JIS G4801 стандартизирует «пружинные стали». В этом стандарте указаны только материалы для горячештампованных пружин (материалы, которые не были подвергнуты термической обработке), но материалы для холодноштампованных пружин (материалы, которые были подвергнуты термической обработке) также обычно называются пружинными сталями.
Применение пружинной стали
Пружинная сталь используется для изготовления различных типов пружин. Она используется для изготовления пружин растяжения, пружин сжатия, резьбовых возвратных пружин, торсионных стержней, ламинированных пластинчатых пружин, пластинчатых пружин и т. д.
1. Горячештампованная пружинная сталь
Горячештампованная пружинная сталь указана JIS как стандартный размер от Φ9 в случае катанки и используется для больших пружин, таких как автомобильные подвески.
2. Пружинная сталь для холодной штамповки
Холоднодеформированные пружинные стали выпускаются в виде небольших диаметров и тонких листов и широко используются для пружинных изделий, используемых в точном оборудовании, промышленных машинах, игрушках и бытовых товарах общего назначения.
Типы пружинной стали
1. Пружинная сталь для горячей штамповки
Для пружинных сталей используются высокопрочные материалы. Девять типов материалов для пружин горячей штамповки указаны в JISG4801:2021, «Изделия из пружинной стали (SUP)». Прочность этих материалов не регулируется до того, как они будут сформированы в пружинные формы. Материалы нагревают при температуре от 900 °C до 1200 °C, пока они не станут ярко-красными, разрезают на требуемую длину, сворачивают и формуют.
Затем выполняют закалку и отпуск для получения пружинных свойств. Хотя пружины горячей штамповки большие, их можно обрабатывать с небольшим усилием в ходе этого процесса. Однако требуется строгий контроль температуры.
2. Пружинная сталь для холодной штамповки
Примерами пружинных сталей для холодной штамповки являются твердая стальная проволока (SW), рояльная проволока (SWP) и нержавеющая сталь (SUS). Эти материалы для холодногнутых пружин уже прошли термическую обработку в качестве сырья и обладают пружинными свойствами.
Формовка пружин выполняется при комнатной температуре с последующим отжигом. По сравнению с горячей штамповкой, усилие, необходимое в процессе формовки, больше, поэтому он подходит для обработки небольших пружин. Холодногнутые пружины можно обрабатывать стабильно, и большинство пружин, которые мы обычно видим, являются холодногнутыми пружинами.
Структура пружинной стали
В качестве материалов пружинной стали используются нержавеющая сталь, легированная сталь и высокоуглеродистая сталь. Пружинная сталь делится на два типа форм: длинные и тонкие прутки и плоские пластины.
1. Катанка
Проволочный стержень или пруток длинный и тонкий. Типичными примерами проволочных стержней из пружинной стали для холодной штамповки являются твердая стальная проволока и рояльная проволока. Оба изготавливаются путем протягивания их через отверстия штампа с уменьшением их диаметра. В отличие от проволоки, в состав твердой стальной проволоки входит большое количество углерода. Твердая стальная проволока может использоваться для повседневных предметов, таких как кровати и стулья.
2. Пластина
Пластины плоские. Пружинная сталь, используемая для тонких пластинчатых пружин, называется стальной полосой. Как и рояльная проволока, ее можно изготавливать методом прокатки. Некоторые типы используются непосредственно для формирования пружин после холодной прокатки, типы, которые отжигаются после прокатки, и типы, которые закаляются и отпускаются после прокатки.
Как выбрать пружинную сталь
Использование пружинной стали зависит от типа стального материала. Например, марганцево-хромистая сталь и кремнисто-марганцевая сталь могут использоваться для спиральных пружин, пластинчатых пружин и торсионных стержней. Хромованадиевая сталь в основном используется для изготовления спиральных пружин и торсионных валов, а кремнисто-хромовая сталь в основном используется для изготовления спиральных пружин.
Хромомолибденовая сталь используется для изготовления больших спиральных пружин и пластинчатых пружин, а марганцево-хромоборовая сталь используется для изготовления больших спиральных пружин, пластинчатых пружин и торсионных валов.