Pružinová ocel | Užitečné články o válcovaných kovových výrobcích
Tato slitina má jednu jedinečnou vlastnost – schopnost vrátit se do původního tvaru po odstranění tlaku. Tato vlastnost je výhodná, pokud nechcete, aby pružina praskla nebo se nenávratně zdeformovala. Pomocí pružinové oceli je možné získat výrobky odolné proti opotřebení pro potřeby strojírenství a dalších průmyslových odvětví.
Základní vlastnosti pružinové oceli
Pružinová ocel je slitina s nízkým procentem legujících složek (obecně do 2,5 %). Je potřeba k výrobě pružin, listových pružin a dalších výrobků, kde je velmi důležitá elasticita – schopnost vrátit se do původního tvaru po odstranění tlaku, kroucení, ohýbání.
Pružinová ocel má dobrou odolnost proti křehkému lomu. Přítomnost této vlastnosti je zvláště důležitá při výrobě komponentů různých automobilových systémů, podvozků malých letadel a generálních klíčů. Kov se vyznačuje tažností a zlepšenou elasticitou díky popouštění v rozsahu teplot od +300 do +480°.
Vlastnosti oceli se mění spíše zpracováním než zahrnutím jiných součástí. Pokud pružinu uvolníte, vrátí se do normálního tvaru. Jeho chemické vlastnosti a fyzikální vlastnosti se však nezmění.
Možnosti použití pro pružinovou ocel různých jakostí
Jak je zřejmé z názvu kategorie, pružinová ocel je potřebná k vytvoření pružin pro různé účely. Není to však jediná možnost jeho využití.
Pružinová ocel bude vyžadována v následujících případech:
- výroba strun pro klavíry a jiné hudební nástroje;
- pro antény, svorky, listové pružiny;
- tvorba mečů pro sportovce zapojené do historického šermu a účastnící se jevištních bitev;
- pro flexibilní a otěruvzdorné hlavní klíče;
- výroba těsnění těsnících spojů.
Složení nízkolegované slitiny a procento složek je uvedeno v označení. Například. 61G je levný, tvrdý a elastický materiál, vyznačující se nízkou únavovou pevností (až 200 tisíc cyklů). Díky vysoké meze kluzu a síle se pružina po zkroucení vrátí do původního tvaru.
Pružinová ocel se používá při výrobě torz ložisek, hran, ozubených kol a dalších mechanismů, které vyžadují zvýšenou odolnost proti opotřebení a schopnost odolávat křehké destrukci. Kov má zvýšenou tažnost, odolnost proti relaxaci a omezenou elastickou destrukci.
Pokud pružinová ocel není řádně kalená, výrobky z tohoto kovu křehnou a snadno se drolí. Výrobní specialisté proto přísně dodržují technologii práce a doporučené teplotní podmínky pro práci s ocelí.
Fyzikální vlastnosti pružinových ocelí různých jakostí
Kov se dokáže vyrovnat s dynamickým zatížením, ohybem či kroucením a vrátit se do původního tvaru. To je velmi důležitá vlastnost u pružinových svorek a pružinových produktů.
Pružinová ocel má následující vlastnosti:
- Odolává elastické deformaci. Ocelová pružina se obtížně stlačuje, takže se po dekompresi snadno vrátí do původního tvaru.
- Pokud na ocelovou pružinu netlačíte, výrobek se vrátí do původní podoby. Tomu se říká nízký index zbytkového prodloužení.
- Zachovává krystalickou strukturu. Pokud je pružina stlačena, nepraskne ani se nezlomí. Tato vlastnost je možná smícháním oceli s malými dávkami niklu, chrómu a dalších kovů.
- Pokud jsou použity legující komponenty, které tvoří tenký oxidový film, ocelový produkt odolává korozi.
- Odolává různým chemickým reakcím oxidace a redukce. Tuto vlastnost vysvětlují také přísady do oceli.
Máme co do činění s pružnou, trvanlivou, tažnou slitinou. Našel uplatnění v různých oblastech průmyslu včetně chemického a potravinářského. Můžete s ním pracovat v širokém teplotním rozsahu (až +250°).
Přísady do oceli
Vlastnosti oceli do značné míry závisí na množství legovacích přísad a technologiích zpracování. Aby byla pružinová ocel pružná, je kov podél průřezu vytvrzen. Pokud se tak nestane, bude na jednotlivých částech výrobku patrná vysoká mez kluzu. Při delším tlaku hrozí prasknutí nebo prasknutí.
Optimální množství uhlíku v oceli je do 0,7 %. Pokud překročíte doporučenou normu, riziko prasknutí kovu z dlouhodobého zatížení se výrazně zvýší. V tomto případě se pružinová ocel stane nepoužitelnou.
Doporučené koncentrace legovacích přísad:
- přídavek niklu do oceli – až 2,5 %;
- použití manganu – od 0,1 do 1,1 %;
- přídavek wolframu – ne více než 1,2 %;
- použití niklu – do 1,7 %;
- použití mědi – obvykle se vyžaduje až 0,15%.
Při práci s ocelí se používá kalení – zpevňovací tepelné zpracování při teplotách od +800°C do +900°C. Tento postup zvyšuje mez kluzu, ale vyvolává tvorbu martenzitu (přesycený pevný uhlíkový roztok). K jejímu zničení se používá temperování – ohřev legované oceli na +500°C s dalším chlazením obrobku. Požadavky na výrobu jsou jasně uvedeny v GOST.
Nevýhody pružinové oceli
Přes vynikající fyzikální vlastnosti oceli s nízkým obsahem legujících složek nelze zavírat oči před jejími dvěma významnými nevýhodami. Dále vám o nich řekneme více.
První nevýhodou při práci s touto ocelí je, že se materiál obtížně svařuje. Vlivem vytvrzení se vnější vrstva mírně deformuje a ničí. Pokud natavíte vnější tvrzenou vrstvu oceli, vytvoříte nekvalitní svar s prasklinami.
Také takové kovy je obtížné řezat, protože hlavní vlastností pružinových ocelí je jejich vysoká odolnost proti elastické deformaci.
Pokud však správně zohledníte výhody a nevýhody slitin, můžete je co nejefektivněji využít při výrobě dílů.
Třídy oceli
Podle norem GOST je každému kovu přiřazen jedinečný krátký kód, který by měl vypovídat o počtu legujících prvků slitiny a jejich procentech. Kód se skládá z kombinace písmen a číslic. Nejprve je uveden obsah uhlíku a poté poměr kovů v sestupném pořadí.
Pokud vedle písmenného označení legujícího prvku nejsou žádná čísla, znamená to, že je obsažen v malých dávkách (do 1 %). Kód uvádí všechny přísady přítomné ve slitině. To umožňuje zákazníkům vybrat si konkrétní třídy oceli a vytvářet produkty se zlepšeným výkonem.
Nejoblíbenější třídy oceli:
- 50ХГ – jakost oceli s koncentrací uhlíku do 0,5 %. Používá se při výrobě automobilových pružin a komponentů pro lokomotivy. Slitina oceli obsahuje malé přísady manganu a chrómu (do 1 %).
- 60G – pružinová ocel s 0,6 % uhlíku a manganu do 1 %. Je potřeba pro kroužky, brzdové čelisti automobilů a motocyklů.
- 70S3A – slitina oceli skládající se z následujících složek: uhlík (0,7 %), křemík (3 %); dusík (ne více než 1 %). Potřebné při vytváření elastických pružin v silně zatížených mechanismech.
- 85 – slitina oceli s 0,85 % uhlíku a bez dalších legujících přísad. Používá se při výrobě automatických převodovek. Ocel třídy 65 je považována za podobnou, s obsahem uhlíku 0,65 %.
- 70 G2 je slitina oceli s uhlíkem (0,7 %) a rezervou manganu (až 2 %), která je potřebná k výrobě nožů pro zemědělské stroje.
- 60C2 je slitina s až 2 % křemíku a pouze 0,6 % uhlíku. Je potřeba pro zatížené hřídele, podložky, pružiny pro různé účely.
Ve slitině lze nalézt malé koncentrace manganu, wolframu, křemíku a chrómu. Nejžádanější jsou druhy oceli, které mají jednotnou strukturu a dobrý poměr tažnosti a pevnosti. Používají se při výrobě pružin pro železniční dopravu. Například ocel třídy 55C2A obsahuje až 0,55 % uhlíku, až 2 % křemíku a ne více než 0,025 % fosforu a síry. Používá se při výrobě pružin lokomotiv a železničních vozů. Ocel třídy 55C2A také obsahuje až 0,2 % mědi.
Výroba pružinové oceli
Existuje několik typů dodávek oceli – „plech“, „dráty“, „čtverec“ nebo „šestihran“. Výroba volí formu dodání s přihlédnutím ke způsobu zpracování a konečnému vzhledu produktu.
Pro zajištění vysoce výkonné pružinové oceli je třeba vzít v úvahu následující vlastnosti:
- struktura – chemické složení slitiny, vybrané metody dalšího zpracování obrobků;
- přítomnost nekovů ve složení oceli, kterou lze eliminovat tavením a odléváním;
- velikost, tvar dílu (ocelová pružina může mít tvar spirály nebo oblouku).
Při natahování výrobku jsou závity pružiny vystaveny různému zatížení zevnitř i zvenku. V tomto případě se vnitřní závity musí vypořádat s největší deformací. Konce pružiny se používají pro upevnění, takže v těchto oblastech může také docházet ke zvýšenému namáhání. S ohledem na tyto vlastnosti dodává společnost Stalmet takové druhy oceli, které jsou přednostně vhodné pro tlak nebo tah. Přísně dodržujeme požadavky GOST. Zajistíme velkoobchodní nebo maloobchodní dodávky oceli s vlastnostmi, které požadujete.
Technologie výroby pružinových ocelí všech jakostí
K získání slitiny s nezbytnými fyzikálními vlastnostmi používáme dva druhy zpracování oceli: popouštění a kalení. Oba procesy musí být prováděny s přísným dodržováním teplotního režimu a zavedené technologie. Jinak se pružina během provozu mechanismu snadno rozpadne, což je pro podniky velmi nepohodlné.
Vlastnosti zpracování kovů:
- Kalení je proces zpevňování kovu při vysokých teplotách. Tento postup umožňuje zvýšit mez kluzu. Tímto způsobem můžete získat elastický, tvárný, otěruvzdorný materiál pro pružiny různých druhů dopravy.
- Kalení má významnou nevýhodu – tvorbu martenzitických sloučenin uvnitř oceli. Dělají materiál tvrdý a křehký zároveň. Aby se tento nedostatek zbavil, měla by být taková spojení zničena.
- Temperování je proces zaměřený na zničení martenzitických sloučenin v oceli. Na rozdíl od kalení postup zahrnuje zahřátí na nízkou teplotu s následným ochlazením. Tím se spoje zničí a materiál získá potřebné vlastnosti.
Teplota zpracování závisí na legujících složkách a jakosti. Například pro jakost 65G se doporučuje kalení při teplotách do +850° a popouštění při teplotách do +500°. Tímto způsobem můžete odstranit zbytečné napětí uvnitř kovu a dodat oceli potřebné vlastnosti. Není potřeba žádný normalizační postup.
Kalení pružinové oceli různých jakostí
Kalení zvyšuje pevnost a odolnost proti opotřebení o polovinu. Tyto jedinečné vlastnosti však lze zaznamenat pouze tehdy, je-li postup prováděn v souladu s technologií.
Při kalení hrají roli následující parametry:
- způsob ohřevu oceli;
- teplota mimo okno;
- povaha chlazení pružinové oceli;
- složení oceli (kolik a jakých legujících přísad, kolik uhlíku);
- jak je udržován teplotní rozsah;
- jak ochladit ocelový obrobek po kalení;
- Jak se skladují kovy různých jakostí.
Slitiny oceli s malým množstvím legujících složek je lepší rychle zahřát, jinak se uhlík rychle odpaří, což negativně ovlivní vlastnosti oceli. Je však důležité zabránit nerovnoměrnému ohřevu. Pokud se kov zahřívá nerovnoměrně, může se zvýšit riziko prasklin, hran a zlomení ocelových rohů.
Nejlepší možností je při práci s ocelí použít dvě pece. První pec postupně zvyšuje teplotu až na +700°. Pružinová ocel je poté umístěna do další pece pro konečné vytvrzení.
Při kalení tenkého kovu, který nepotřebuje rovnoměrné zahřívání, je logické používat elektrické pece. V ostatních případech je použití plynové pece praktické, pohodlné a ekonomické při práci s ocelí.
Doba výdrže oceli závisí na vlastnostech pece, tvaru výrobku, značce a dalších vlastnostech. Materiály se složitými tvary vyžadují dodatečné zahřívání. Kvalifikovaní výrobní specialisté budou sledovat proces kalení, aby kov získal potřebné pevnostní charakteristiky a nepodléhal zvýšenému riziku praskání.
Tepelné popouštění pružinových ocelí různých jakostí
Abychom se vyhnuli práci s tvrdými martenzitickými frakcemi, popouštíme oceli ihned po kalení. Teplotní režim tohoto procesu závisí na jakosti oceli. Kalení lze provádět v plamenové nebo elektrické peci. Doba trvání postupu závisí na vlastnostech trouby. Průměrná doba je od 30 do 150 minut při chlazení vzduchem. Obvykle se postup provádí při teplotách do +500 °. Aby nedošlo k poškození slitiny oceli, měly by být kontrolní postupy prováděny až po úplném ochlazení materiálu.
Specifika práce s různými druhy ocelí
Jemný studený rozklad se používá k vytvoření pevnější slitiny se středním a vysokým obsahem uhlíku. Pokud ocel není zvláště odolná vůči korozi, bude vyžadovat vysoké zahřátí. Pevnost a odolnost proti opotřebení mohou zlepšit různé techniky zpracování.
Pro zvýšení meze pružnosti se používá metoda kalení v oleji při +880° s následným popouštěním. To zlepšuje pracovní schopnosti ocelí. Chcete-li zvýšit tažnost, učinit materiál viskóznějším a stabilnějším, můžete použít techniku izotermického tvrzení.
Nejoblíbenější druhy oceli:
- pro pružiny se zvýšenou odolností proti opotřebení – třídy 75,80, 85 a XNUMX;
- pro výrobu součástí různých zařízení – 55ХГ, 55 ХГА, 55С2;
- pro vytváření silně zatížených pružin – 60 S2G.
Většina uvedených jakostí oceli je odolná vůči zvýšeným vibracím. Všechny vzorky po odstranění příčin deformace obnoví svůj tvar.
Závěr o pružinových ocelích
Pružinová ocel je slitina se zvýšenou mezí kluzu. Tato kategorie zahrnuje oceli, které dokážou obnovit svůj původní vzhled po zastavení tlaku a jiných nárazů. Tato vlastnost vysvětluje použití této skupiny ocelí při výrobě pružinových spojů – brzdové čelisti, třecí kotouče, pružiny, ozubená kola, kroužky.
Kov prochází procesem kalení, po kterém následuje popouštění, aby získal své vynikající vlastnosti. Zároveň slitina obsahuje málo legujících složek. Obvykle obsahuje do 1% uhlíku, stejně jako malé dávky wolframu, manganu, dusíku a mědi. Přijatelné jsou i minimální koncentrace nekovů (obvykle do 0,025 %).
Hlavní nevýhodou takových ocelí je nepohodlné řezání a problematické svařování. Velmi dobře však snášejí kompresi. Při zpracování za dodržení teplotních podmínek a technologie nehrozí materiálu drolení a praskání.
Je možné vyrábět oceli s následujícími vlastnostmi:
- regulace martenzitových oblastí;
- kontrola mikrostruktury kovu;
- snížený minimální práh uhlíku a jeho maximální koncentrace ve složení oceli;
- testování kovů na únavu;
- stanovení meze pružnosti ocelí;
- omezení koncentrace nekovů ve složení.
Výroba pružinových ocelí je dvoustupňový proces. Za prvé, kov získá zvýšenou pevnost díky speciálnímu tepelnému zpracování v peci (kalení). Mez kluzu se tedy zvýší, ale vzniká martenzit. Aby se toho zbavili, přecházejí na druhou fázi výroby oceli – temperování. Poté se materiál na volném vzduchu sám ochladí.
Pro získání materiálu s vynikajícími vlastnostmi je nutné přísně dodržovat normy GOST týkající se technologií zpracování a použití legujících přísad.
Vytvořte si na webu přihlášku, co nejdříve vás budeme kontaktovat a zodpovíme všechny vaše dotazy.
Speciálním typem slitiny oceli je pružinová ocel. Pružinová ocel má řadu vlastností – velmi vysokou mez kluzu, tvrdost a přijatelnou úroveň odolnosti proti korozi. Takový materiál se může ohýbat a měnit svůj tvar pod vlivem vnějších faktorů. Při stlačení si zachovává všechny své fyzikální vlastnosti (pevnost, mechanickou stabilitu, chemickou inertnost). Pokud dojde k dekompresi takové pružiny, materiál se vrátí do svého normálního tvaru při zachování všech fyzikálních vlastností.
- 1 Základní informace
- 2 Fyzikální vlastnosti
- 2.1 Legující přísady
- 2.2 Nevýhody pružinové oceli
- 4.1 Tepelné tvrzení
- 4.2 Konečné tepelné temperování
Základní informace
Pružinová ocel je slitina, která má velmi vysokou mez kluzu. Mez kluzu je fyzikální vlastnost jakéhokoli materiálu, která charakterizuje napětí, při kterém deformace dále narůstá bez zvýšení zatížení. Ve skutečnosti tento indikátor odráží schopnost materiálu udržet si svůj tvar při ohýbání a kroucení.
Čím lépe si materiál během deformace zachovává svůj tvar, tím vyšší je jeho mez kluzu. Vysoká mez kluzu vzniká v materiálu díky speciálním metodám zpracování (kalení, popouštění). To odlišuje pružinovou ocel od mnoha jiných ocelových slitin, které obvykle „získají neobvyklé vlastnosti“ díky zahrnutí různých legujících přísad do jejich složení.
V Rusku se pro výrobu pružinové oceli používají nízkolegované slitiny s minimálním množstvím přídavných komponentů. V amerických, evropských a asijských zemích se také často používají středně a vysoce uhlíkaté sloučeniny obsahující chrom.
Používají se také sloučeniny obsahující velké množství manganu, niklu, křemíku, wolframu a dusíku. Tyto složky činí materiál ještě plastičtějším a také zvyšují jeho chemickou inertnost (to znamená, že takový materiál nebude reagovat s alkáliemi, kyselinami a solemi). Jak již název napovídá, pružinová ocel se běžně používá k výrobě pružin, torzních tyčí, listových pružin, klavírních strun, svorek a mnoha dalších produktů.
Fyzikální vlastnosti
- Vysoká odolnost proti elastické deformaci. Tento indikátor odráží skutečnost, jak snadno plastový prvek podléhá stlačení v přítomnosti vnějších zdrojů tlaku. V případě vysokého odporu je ocelová pružina obtížně stlačitelná, což pomáhá dílu získat po dekompresi svůj přirozený tvar.
- Nízký koeficient zbytkového prodloužení. V přítomnosti vnějšího zdroje tlaku nabývá takový materiál vhodný tvar. Po zmizení takového zdroje tlaku však díl opět získá svůj starý tvar. Čím nižší je koeficient zbytkového roztažení, tím slabší je materiál vystaven trvalé deformaci, když vnější zdroj tlaku zmizí.
- Dobrá síla. Když je ocelová pružina stlačena, díl nepraská, jeho krystalická struktura je zachována a nedrolí se na několik částí. Přirozenou pevnost součásti lze zvýšit přidáním různých legovacích přísad (nikl, chrom, titan, olovo) do slitiny oceli.
- Dobrá odolnost proti korozi (v přítomnosti legujících složek). Pokud je pružina vyrobena z oceli s vysokým obsahem chromu, bude dobře odolávat korozi. Fyzika procesu vypadá takto: pokud je v kovu chrom, vytvoří se na povrchu materiálu tenký oxidový film. Tato fólie zabraňuje kontaktu železa s kyslíkem a dusíkem, což minimalizuje riziko rzi.
- Chemická inertnost (v přítomnosti legujících složek). Legující přísady na bázi vanadu, wolframu, hliníku, selenu a křemíku snižují pravděpodobnost kontaktu železa s vnějšími látkami. Proto, když se kov dostane do kontaktu s jakoukoli chemickou látkou, nedochází k redoxním reakcím. To činí pružinu inertní v chemickém smyslu.
Legující přísady
Aby se ocelová pružina stala elastickou, musí projít kalcinací v celém svém průřezu. Tento bod je velmi důležitý. Pokud to ignorujete, pak se vysoká mez kluzu objeví pouze na jednotlivých fragmentech součásti. Proto při delším stlačování může taková část prasknout, prasknout nebo prasknout.
Při výběru slitiny oceli pro výrobu pružinového prvku je třeba pamatovat na koncentraci legujících přísad. Optimální koncentrace uhlíku ve slitině je 0,5-0,7%. Použití materiálu s vyšším obsahem uhlíku je povoleno, ale nedává to příliš praktický smysl. V tomto případě se totiž výrazně zvyšuje riziko praskání materiálu při dlouhodobém zatížení, čímž se ocelová pružina stává zbytečnou.
- Křemík – ne více než 2,5%.
- Mangan – až 1,1%.
- Wolfram – až 1,2%.
- Nikl – ne více než 1,7%.
K získání pružinové oceli se používá kalení běžného ocelového materiálu. Kalení se doporučuje provádět při teplotě asi +800-900 stupňů. Při kalení se znatelně zvyšuje mez kluzu, ale zároveň vzniká velké množství martenzitu, který negativně ovlivňuje elasticitu. K ničení martenzitu se používají různé technologie. Optimální technikou je použití temperování při středních teplotách (400-500 stupňů).
Nevýhody pružinové oceli
- Špatná svařitelnost. Kalení vede k částečné deformaci a destrukci vnější vrstvy materiálu. V případě svařování může natavení vnější vytvrzené vrstvy způsobit nekvalitní svar s trhlinami.
- Problematické řezání. Slitina pružinové oceli má vysokou odolnost proti elastické deformaci, takže řezání takového materiálu bude obtížné.
Třídy slitin oceli
V souladu s normami GOST je jakýkoli kov označen pomocí speciálního krátkého kódu, který odráží kvantitativní složení slitiny. Kód má alfanumerické označení. Struktura kódu je následující: CHL1L2L3. Kód je dešifrován takto:
- H je číslo, které vyjadřuje obsah uhlíku v setinách nebo desetinách procenta.
- L1, L2, L3 jsou legovací přísady (písmeno) a jejich obsah v celých zlomcích procenta (číslo). Pokud u označení přísady není žádné číslo, znamená to, že prvek je obsažen v koncentraci nižší než 1 %. Označení pro některé prvky: X – chrom, N – nikl, C – křemík, G – mangan, B – wolfram, A – dusík.
- Pokud existuje pouze jedna legující přísada, pak se zapisuje ve tvaru L1. Pokud jsou přítomny další prvky, legující přísady jsou zapsány ve tvaru L2, L3 atd.
- Uvažujme například dvě slitiny: 50KhG a 65S2VA. Alloy 50KhG obsahuje 0,50 % uhlíku, dále chrom a mangan v koncentraci menší než 1 %. Alloy 65C2VA obsahuje 0,65 % uhlíku, 2 % křemíku + wolframu a dusíku v koncentraci menší než 1 %.
Pružinová ocel Koncentrace uhlíku Přítomnost legujících přísad, jejich množství Hlavní oblasti použití značky 50 ХГ 0,5% Chrom a mangan v množství menším než 1 % Pružiny pro automobilovou techniku, pružiny pro železniční techniku 60G 0,6% Mangan v koncentraci menší než 1 % Pružné kroužky, brzdové čelisti pro silniční vlaky, motocykly 70С3А 0,7% Křemík (3 %) a dusík (méně než 1 %) Elastické pružiny pro vysoce zatížené mechanismy 85 0,85% Legující přísady chybí nebo jsou ve slitině přítomny v nevýznamných koncentracích Ultra silné spojky v automatických převodovkách 70G2 0,7% Mangan v koncentraci menší než 2 % Ostré nože pro těžkou zemědělskou techniku 60C2 0,6% Křemík v koncentraci 2% Podložky, zatížené hřídele, různé pružiny 65 0,65% Legující přísady chybí nebo jsou ve slitině přítomny v nevýznamných koncentracích Pružiny automatických mechanismů 
Technologie kalení a popouštění pružinové oceli
- Nejprve se pružinová ocel kalí při vysokých teplotách. Díky kalení se výrazně zvyšuje mez kluzu materiálu, díky čemuž je ocel elastická, tvárná a stabilní.
- Při vysokoteplotním kalení však uvnitř slitiny vznikají martenzitické sloučeniny, které prudce zhoršují elasticitu materiálu, čímž se stává neobvykle křehkým a tvrdým.
- Aby se zbavily martenzitických sloučenin, měla by být pružinová ocel temperována při nízkých teplotách. Při takovém zpracování se martenzity ničí, což umožňuje získat materiál s požadovanými vlastnostmi.
Vezměte prosím na vědomí, že teplota a doba zpracování v každé fázi závisí na použitých jakostech pružinové oceli. Například: pružinová ocel třídy 65G musí být kalena při teplotě +800-850 stupňů, temperována na +400-500 stupňů.
V některých případech se kalení a popouštění kombinuje s postupem normalizace kovu. Tento postup vám umožňuje zbavit se nadměrného napětí uvnitř kovu, ale ve většině případů dojde k normalizaci sama o sobě, když se materiál ochladí. Dodatečné zpracování normalizací proto obvykle není nutné.
Tepelné vytvrzování
- Způsob ohřevu kovu, charakter ochlazování materiálu, okolní teplota.
- Složení kovu, přítomnost a typ legovacích přísad, celková koncentrace uhlíku.
- Způsob udržování požadovaného teplotního rozsahu pro kalení.
- Způsob chlazení materiálu po vytvrzení, způsob skladování materiálu.
Nízkolegované oceli se doporučuje rychle zahřát. Při pomalém zahřívání se totiž uhlík postupně vypařuje, což je u nízkolegovaných materiálů kritické. S rychlostí ohřevu to však nemusíte přehánět. Pokud ohřev probíhá velmi rychle, může dojít k nerovnoměrnému ohřevu materiálu. Z tohoto důvodu se zvyšuje riziko vzniku různých kovových defektů (praskliny, hrany, zničení rohů).
Optimálním způsobem ohřevu je použití dvou pecí. V první peci se materiál postupně zahřeje na 500-700 stupňů a poté vstupuje do druhé pece, kde dochází ke konečnému vytvrzení.
K vytápění se doporučuje používat plynové trouby. Během zahřívání byste však měli sledovat rozložení tepla, abyste zabránili vzniku „tepelných ostrůvků“ na kovu. Elektrické trouby se rozehřívají docela pomalu, takže jejich použití je v tomto případě z praktického hlediska problematické. Jedinou výjimkou z tohoto pravidla je kalení tenkých kovů, které ze zřejmých důvodů nevyžadují dodatečné rovnoměrné zahřívání.
Doba výdrže závisí na mnoha parametrech, ale v průměru je celková doba kalení 80 minut u spalovacích pecí a 20 minut u elektroinstalací. Určitý význam má i tvar výrobku. Při práci s plochými plechy lze vytvrzení provést rychle. Kdežto u materiálu se složitým tvarem se doporučuje provést přídavný ohřev. Nejlepší způsob chlazení materiálu je pod širým nebem.
Závěrečná termální dovolená
Aby se zabránilo vzniku tvrdých martenzitických frakcí, je nutné provést tepelné popouštění ihned po kalení. Teplotní režim závisí také na tom, jaký druh pružinové oceli byl kalen. K temperování lze použít spalovací i elektrické pece. Typ trouby ovlivní i délku dovolené.
Příklad: Ocel 65G se doporučuje podrobit vysokému popouštění při teplotě +400-500 stupňů. Způsob chlazení je vzduchem. Doba výdrže je 30-150 minut v závislosti na typu trouby. Po vytvrzení se doporučuje provést kontrolní opatření. To by však mělo být provedeno až po úplném vychladnutí materiálu, aby nedošlo k poškození slitiny.
Závěr
Pružinová ocel má zvýšenou mez kluzu. Díky tomu lze materiál snadno stlačit, ale po dekompresi rychle obnoví svůj přirozený tvar. Jak již název napovídá, z takové oceli se vyrábí různé pružinové spoje – pružiny, kroužky, brzdové čelisti, spojky. Pružinová ocel se vyrábí kalením běžné ocelové slitiny. Vhodné pro zpracování jsou 50ХГ, 60Г, 70С3А, 85 a další jakosti oceli.
Pružinová ocel má několik nevýhod. Hlavní nevýhodou je nepohodlné řezání a problematické svařování.
Výroba pružinové oceli probíhá ve dvou fázích. V první fázi je materiál umístěn do elektrické nebo plamenové pece, kde materiál prochází tepelným kalením. Při tomto postupu se zvyšuje mez kluzu, ale zároveň se v kovu tvoří martenzit. Po vytvrzení se tento materiál stává velmi pevným, což negativně ovlivňuje vlastnosti kovu. Proto je po vytvrzení nutné provést tepelné popouštění. Taková úprava roztaví škodlivý martenzit. K temperování lze použít stejné pece, ale je třeba v nich výrazně snížit teplotu. Po temperování se doporučuje umístit kov na vzduch, aby se mohl sám ochladit na pokojovou teplotu.
- GOST 14959-79. Válcované výrobky z pružinové uhlíkové a legované oceli. Technické podmínky.
- Článek na Wikipedii
- GOST 9389-75 Pružinový drát z uhlíkové oceli. Technické podmínky.
