פלדת קפיצים היא חומר חיוני לתעשיות רבות, ויש לה איכויות ספציפיות העולות על סוגים אחרים של פלדה. אבל מהי בעצם פלדת קפיצים ולמה היא כל כך פרקטית? במאמר זה, נחקור מהי פלדת קפיצית, תכונותיה, דרגות שונות, כיצד היא נוצרת והיכן היא משמשת בדרך כלל.
מה זה קפיץ פלדה?
פלדת קפיצים היא סוג של פלדה המשמשת במיוחד לייצור קפיצים ורכיבים אלסטיים מכיוון שהיא יכולה לחזור לצורתה המקורית לאחר כיפוף, דחיסה או הרחבה. יכולת זו, המכונה גמישות במצב מרוווה ומחוסם, נובעת מחוזק התפוקה הגבוה של הפלדה, הנובע מההרכב הספציפי ומתהליך ההתקשות שלה.
פלדות קפיצים מורכבות בדרך כלל מתכולת פחמן בינונית עד גבוהה, בדרך כלל בסביבות 0.5 עד 1.0 אחוז. בנוסף לפחמן, הם מכילים גם מנגן וסיליקון, כאשר הסיליקון חשוב במיוחד בהשגת מניב עוצמות. מוצרים העשויים מסגסוגות פלדה אלו יכולים לסבול כיפוף, דחיסה, הארכה או פיתול מתמשכים מבלי לסבול מעיוות קבוע.
ייצור פלדה קפיצית דורש מיומנויות טכניות מתקדמות כדי להבטיח איכות גבוהה. פגמים כלשהם על פני השטח, כגון שחרור פחמים או אי סדרים, יכולים להפחית את חוזק העייפות. לכן, חשוב ליצרנים להבטיח שלקפיצים יש משטח חלק לחלוטין ליעילות וביצועים מיטביים.
מהם המרכיבים של פלדת קפיץ?
פלדות קפיצים הן סגסוגות עם תכולת פחמן בינונית עד גבוהה, הנעה בדרך כלל בין 0.5 ל-1.0 אחוז. הם מכילים גם תוספי סגסוגת אחרים כמו מנגן, ניקל, כרום, ונדיום ומוליבדן.
עם זאת, המרכיב החיוני בהרכב פלדות קפיצים הוא סיליקון. חומר זה מוערך בזכות עמידותו ויכולתו לשמור על צורתו וגמישותו, מה שהופך אותו למתאים היטב ליישומי פלדה קפיצית ותורם לחוזק התנובה הגבוה של החומר. גמישות זו מאפשרת לעוות של החומר ולאחר מכן לחזור למקומו המקורי לאחר הסרת העומס.
להלן כמה ציונים נפוצים של פלדת קפיצים והרכבם הכימי.
| כיתה | C [%] | Si [%] | Mn [%] | P [%] מקסימום | S [%] מקסימום | Cr [%] מקסימום / – | מו [%] | Ni [%] מקסימום | V [%] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C55S | 0.52 - 0.60 | 0.15 - 0.35 | 0.60 – 0.90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C60S | 0.57 - 0.65 | 0.15 - 0.35 | 0.60 – 0.90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C67S | 0.65 - 0.73 | 0.15 - 0.35 | 0.60 – 0.90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C75S | 0.70 - 0.80 | 0.15 - 0.35 | 0.60 – 0.90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C100S | 0.95 - 1.05 | 0.15 - 0.35 | 0.30 – 0.60 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| 51CrV4 | 0.47 - 0.55 | 0.40 | 0.70 - 1.10 | 0.025 | 0.010 | 0.90 – 1.20 | 0.10 | 0.40 | 0.10 - 0.25 |
| 80CrV2 | 0.75 - 0.85 | 0.15 - 0.35 | 0.30 - 0.50 | 0.025 | 0.010 | 0.40 – 0.60 | 0.10 | 0.40 | 0.15 - 0.25 |
סיווג של קפיץ פלדה
לפי תקן סיווג הפלדה GB/T 13304, פלדה קפיצית מסווגת כפלדה למבנים מכניים בהתבסס על הביצועים הבסיסיים ומאפייני השירות שלה. מבחינת דרגת איכות, הוא נופל תחת קטגוריית הפלדה האיכותית המיוחדת, הדורשת בקרה קפדנית על איכותה וביצועיה במהלך הייצור. במנהג הסיני, פלדה קפיצית נחשבת לפלדה מיוחדת.
בהתבסס על ההרכב הכימי, פלדת קפיצים מסווגת עוד לפלדות קפיציות פחמן, פלדות קפיצים מסגסוגת, פלדות קפיצים אל חלד, סגסוגות קפיצים על בסיס נחושת וסגסוגות קפיצים על בסיס ניקל.
להלן הסיווג של פלדות קפיצים על סמך ההרכבים הכימיים שלהן.
| חוֹמֶר | GB | JIS | ASTM/SAE | רַעַשׁ |
|---|---|---|---|---|
| פלדת אל - חלד | 1Cr18Ni9 | SUS302 | 302 | 1.4310 |
| 0Cr18Ni9 | SUS304 | 304 | X5CrNi18-10 | |
| 0Cr17Ni12Mo2 | SUS316 | 316 | X5CrNi17.12.2 | |
| 07Cr17Ni7A1 | SUS631 | SAE17-7 | X7CrNiAL17.7 | |
| על בסיס ניקל | GH4169 GH169 | InconelX-718 | NiCrl9Fe19Nb5、Mo3 | |
| GH145/GH4145 | NCF750 | Incone1X-750 | NiCr15Fe7TiAl | |
| אלגילוי | ||||
| מבוסס סגסוגת | 60Si2MnA | SUP6 | SAE9260 | 60Si7 |
| 55CrSi | SWOSC-V | |||
| 50CrVA | SUS10A | 6150 | 67SiCr5 | |
| 60Si2CrA | SUP12 | SAE9254 | 67SiCr5 | |
| 30W4Cr2VA | ||||
| מבוסס פחמן | 65 מיליון | 1066 | Ck67 | |
| Music Wire | SWP-B/ SWP-A | |||
| על בסיס נחושת | QSn4-3 (ברונזה פח) | C3712 | C28000 | CuZn40 |
| QSi3-1 (ברונזה סיליקון) | C6561 | |||
| QBe2 (ברונזה בריליום) | C1720 | C17200 | ||
| מונל 400 | NW4400 | UNS N04400 | 2. 4360 | |
| מונל K500 | NW5500 | UNS N05500 | 2. 4375 |
65 מיליון
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | סִי | Mn | ס | פ | Cr | ני | Cu |
| 65 מיליון | GB/T 1222-2007 | 0.62~0.70 | 0.17~0.37 | 0.90~1.20 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.25 | ≤0.25 | ≤0.25 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 980(φ=10 מ"מ) | 785 | 78.8 | 196.0 | -40~120 |
מאפיינים ויישום
65Mn היא סוג של פלדה עתירת פחמן. יש לו הרכב פשוט ועלות נמוכה. מנגן מתווסף לשיפור יכולת ההתקשות. התכונות המכניות המקיפות שלה, שחרור הפחמן ותכונות אחרות טובות יותר מפלדת פחמן. אבל 65Mn רגיש לטיפול מוגבר ונסדק בקלות בעת המרווה.
65Mn משמש בדרך כלל לייצור מגוון קפיצים עגולים, שעון, טבעות קפיצים, בולמי רעידות וקפיצי מצמד.
Music Wire
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | סִי | Mn | ס | פ | Cu |
| SWP-B | JIS_G3522 | 0.60~0.95 | 0.12~0.32 | 0.30~0.90 | ≤0.025 | ≤0.025 | ≤0.20 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 2260~2450(φ=1.0 מ"מ) | 1568 | 78.7 | 196.0 | -40~120 |
מאפיינים ויישום
חוט מוזיקה נמשך בקור לאחר מרווה באמבט עופרת. זהו קפיץ גבוה עם חוזק, גמישות ועמידות גבוהה מאוד. זהו חומר קפיצים קטן בשימוש נרחב ומשמש לייצור קפיצים חשובים שונים, קפיצים מכאניים בעלי מתח גבוה וקפיצי שסתומים.
60Si2Mn
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | סִי | Mn | ס | פ | Cr | ני | Cu |
| 60Si2Mn | GB/T 1222-2007 | 0.54~0.60 | 1.5~2.0 | 0.70~1.00 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.35 | ≤0.35 | ≤0.25 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 1274(φ=10 מ"מ) | 1170 | 78.8 | 196.0 | -40~200 |
מאפיינים ויישום
המנגן ב-60Si2Mn יכול לשפר את יכולת ההתקשות. בשל תכולת הסיליקון הגבוהה שלו, החוזק, יכולת ההתקשות ועמידות החיסום שלו גבוהים מאלה של פלדת קפיצי פחמן. עם זאת, בשל תכולת הסיליקון הגבוהה שלו, יש לו סבירות גבוהה לשחרור פני השטח ופלסטיות דפורמציה קרה נמוכה. לאחר המרווה וחידוד, יש לו יחס תפוקה-חוזק גבוה יותר, יכולת אנטי-הרפיה ויציבות מזג, במיוחד חיי העייפות משתפרים משמעותית.
60Si2Mn מתאים לייצור קפיצי סליל עם עובי חתך רוחב של פחות מ-25 מ"מ, והוא נמצא בשימוש נרחב במכונות כבדות, רכבות ומכוניות.
55CrSi
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | סִי | Mn | Cr | ס | פ | ני | Cu |
| 55CrSi | GB/T 1222-2007 | 0.50~0.60 | 1.2~1.6 | 0.50~0.80 | 0.50~0.80 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.20 | ≤0.20 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 1862 (φ≥4.2 מ"מ) | 1666 | 78.8 | 196.0 | -40~250 |
מאפיינים ויישום
פלדה קפיצית 55CrSi בעלת עמידות גבוהה לעייפות ועמידות גבוהה להרפיה. מכיוון שחלק המסה של Si בו גבוה יחסית, ניתן לשפר משמעותית את הגבול האלסטי, יחס תפוקה לחוזק ועמידות בפני עייפות. אלמנט Cr נוסף גם כדי לשפר את התכונות המכניות. ל-Cr יש רגישות נמוכה לטיפול מוגבר, ועוזרת להעלים את הנטייה לגרפיטיזציה של פלדת קפיצית המכילה Si.
55CrSi נמצא בשימוש נרחב בייצור קפיצי בלמים, מוטות מייצבים מוצקים, מוטות פיתול, קפיצי שסתומים, קפיצי בולמי זעזועים לאופנועים מתקדמים וקפיצים מכניים למטרות חשובות.
50CrVA
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | סִי | Mn | Cr | V | ס | פ | ני | Cu |
| 50CrVA | GB/T 1222-2007 | 0.46~0.54 | 0.17~0.37 | 0.50~0.80 | 0.80~1.10 | 0.10~0.20 | ≤0.03 | ≤0.03 | ≤0.35 | ≤0.25 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 1274 (φ=10 מ"מ) | 1127 | 78.8 | 196.0 | -40~250 |
מאפיינים ויישום
ל-50CrVA תכונות מכניות טובות ויכולת התקשות גבוהה. הוונדיום משולב כדי לעדן את גרגרי הפלדה, ובכך לשפר חוזק, קשיחות ועמידות בחום. עם זאת, יכולת הריתוך שלו גרועה. 50CrVA היא פלדה קפיצית בדרגה גבוהה, המשמשת ליישומי חתך גדול ועומס גבוה כגון קפיצי שסתומים, קפיצי בוכנה וקפיצי שסתום בטיחות.
30W4Cr2VA
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | סִי | Mn | Cr | V | W | ס | פ | ני | Cu |
| 30W4Cr2VA | GB/T 1222-2007 | 0.26~0.34 | 0.17~0.37 | ≤0.04 | 2.00~2.50 | 0.50~0.80 | 4~4.5 | ≤0.03 | ≤0.03 | ≤0.35 | ≤0.25 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 1470 (φ=10 מ"מ) | 1323 | 81.8~78.7 | 206.0~196.2 | -40~500 |
מאפיינים ויישום
30W4Cr2VA מכיל טונגסטן, כרום ונדיום. תפקידו העיקרי של טונגסטן (w) הוא לשפר את יכולת ההמרה ועמידות החום של הפלדה, כך שהקפיץ שומר על חוזק וגמישות גבוהים בטמפרטורות גבוהות. טונגסטן יכול גם לשפר את יציבות החיסום ואת יכולת העבודה החמה. הוא משמש במצב מרוווה ומחוסם ומשמש כקפיצים עמידים בחום, כגון קפיצי שסתום בטיחות ראשיים בדוודים וכו'.
60Si2CrA
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | סִי | Mn | Cr | ס | פ | ני | Cu |
| 60Si2CrA | GB/T 1222-2007 | 0.56~0.64 | 1.40~1.80 | 0.04~0.70 | 0.70~1.00 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.35 | ≤0.25 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 1764 (φ=10 מ"מ) | 1568 | 81.8~78.7 | 206.0~196.2 | -40~250 |
מאפיינים ויישום
60Si2CrA היא פלדה קפיצית בעלת חוזק גבוה. יש לו קשיחות גבוהה וביצועי טיפול בחום טובים. בגלל החוזק הגבוה שלו, יש לבטל את הלחץ הפנימי בזמן לאחר הגלגול. ניתן להשתמש ב-60Si2CrA לייצור קפיצי איטום לטורבינת קיטור, קפיצי כוונון, קפיצי תמיכה מעבים, קפיצי דיסק משאבת מים בלחץ גבוה וכו'. ניתן להשתמש בו גם לייצור קפיצי וו לשליפה נשק קונבנציונליים, קפיצי מגרסה וקפיצי מכונות הנדסיות.
פלדת קפיצים אל חלד
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | סִי | Mn | ס | ני | Cr | פ | מו |
| SUS302 | JIS G4314 | ≤0.15 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.030 | 8.00-10.00 | 17.00-19.00 | ≤0.045 | |
| SUS304 | JIS G4314 | ≤0.15 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.030 | 8.00-10.00 | 17.00-19.00 | ≤0.045 | |
| SUS316 | JIS G4314 | ≤0.15 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.030 | 10.00-14.00 | 16.00-18.00 | ≤0.045 | 2.0~3.0 |
| SUS631 | JIS G4314 | ≤0.09 | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤0.03 | 6.5-7.75 | 16.0-18.0 | ≤0.04 | Al 0.75~1.5 |
תכונות מכאניות
| כיתה | חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק מתיחה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| SUS302/304 | 1863~2108 (φ=1 מ"מ) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~200 |
| SUS316 | 1863~2108 (φ=1 מ"מ) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~200 |
| SUS631 | 1705~2010 (φ=1 מ"מ) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~343 |
מאפיינים ויישום
כפלדה קפיצית בשימוש נרחב, יש לה עמידות טובה בפני טמפרטורה נמוכה, קורוזיה וחום.
- SUS302/304: פלדה קפיצית עמידה בפני קורוזיה. התכונות המכניות שלהם זהות, אבל 304 עמיד יותר בפני קורוזיה מ-302.
- SUS316: עקב תוספת Mo, העמידות שלו בפני קורוזיה וטמפרטורה גבוהה טובה במיוחד. הוא משמש בדרך כלל בניווט ועמידות בפני קורוזיה כלוריד.
- SUS631: חוזק גבוה יותר מסדרת 300 נירוסטה. יש לו חוזק גבוה, קשיות גבוהה ועמידות בפני עייפות, חום וקורוזיה. משמש בתעשיות תעופה וחלל, כימיה, פטרוכימיה, נייר ומתכת.
אינקונל 750
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | Cr | ני | אל | טי | Fe | נ.ב | סִי | Mn | ס | Cu |
| Inconel X750 | AMS 5698 | ≤0.08 | 14.0~17.0 | ≥70.0 | 0.40~1.00 | 2.25~2.75 | 5.00~9.00 | 0.70~1.20 | ≤0.50 | 1.0 | ≤0.01 | ≤0.5 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 1241~1793 | 790 | 82.7 | 214 | -260~550 |
מאפיינים ויישום
זוהי סגסוגת על בסיס ניקל מחוזקת ב-Al, Ti ו-Nb. אלומיניום (A1), טיטניום (Ti) וניוביום (Nb) מתווספים בעיקר לפלדת אל חלד לקפיצים או לחומרי קפיצים אחרים למטרות מיוחדות. המטרה העיקרית היא לשפר את עמידות החומר בפני קורוזיה. Ti הוא מסיר חמצון חזק בפלדה, שיכול לעדן גרגרים ולהפחית את הרגישות. Nb יכול לעדן גרגירים ולהפחית את הרגישות להתחממות יתר, ואת שבירות הפלדה. זוהי אחת הסגסוגות הטובות יותר במערכת סגסוגת Inconel המוקדמת. יש לו חוזק טוב, עמידות בפני קורוזיה ועמידות חמצון מתחת ל-980 ℃.
סגסוגת Inconel X-750 משמשת בעיקר לייצור קפיצים שטוחים עמידים לרגיעה וקפיצי סליל הדורשים חוזק גבוה יותר.
אינקונל 718
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | Cr | ני | שיתוף | אל | טי | Fe | מו | Mn | סִי | Cu |
| אינקונל 718 | AMS 5662 | ≤0.08 | 17.0~21.0 | 50.0~55.0 | ≤1.0 | 0.20~0.80 | 0.65 | איזון | 2.8~3.3 | ≤0.35 | ≤0.35 | ≤0.3 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 1310~1515 | 1082 | 80 | 200 | -260~650 |
מאפיינים ויישום
Inconel 718 היא סגסוגת Fe-Ni-Cr. יש לו עמידות מצוינת לטמפרטורות גבוהות וקורוזיה. יש לו חוזק גבוה וקשיחות טובה מתחת ל-650 מעלות צלזיוס, כמו גם עמידות בפני חמצון וקורוזיה בסביבות טמפרטורות גבוהות ונמוכות. זה יכול להיות בשימוש נרחב במצבים שונים של ביקוש גבוה, כגון טורבינות קיטור, הנדסה קריוגנית של רקטות דלק, סביבות חומציות, הנדסה גרעינית וכו '.
אלגילוי
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ג | שיתוף | לִהיוֹת | Cr | Fe | מו | Mn | סִי | ני | ס | פ |
| אלגילוי | AMS 5833 | ≤0.15 | 39.0~41.0 | ≤0.1 | 19.0~21.0 | איזון | 6.0~8.0 | 1.5~2.5 | ≤1.2 | 14.0~16.0 | ≤0.015 | ≤0.015 |
תכונות מכאניות
| חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| 1515-2000 | 77.2 | 190 | -184~454 |
מאפיינים ויישום
אלגילוי היא סגסוגת קובלט-כרום-ניקל. תוספת הקובלט מאפשרת לחומר להגיע לגבול אלסטי גבוה, ולסגסוגת יש גם עמידות מצוינת בפני קורוזיה ועמידות בפני עייפות בסביבות רבות. זה מתאים ליישומים שבהם נדרשת עמידות גבוהה בפני קורוזיה או הרפיה נמוכה בטמפרטורות של עד 380 מעלות צלזיוס. במי ים, סגסוגת Elgiloy כמעט חסינה בפני קורוזיה של חריצים וקורוזיה מתח. הוא נמצא בשימוש נרחב להפקת נפט וגז, רפואי, שיניים, תעופה וחלל, הגנה, חקר חלל וייצור שעונים.
פלדה קפיצית על בסיס נחושת
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | Cu | Sn | Zn | אל | סִי | ני | Fe | לִהיוֹת | סך הכל זיהומים |
| פח ברונזה | GB/T 13808 | איזון | 3.5~4.5 | 2.7~3.3 | 0.002 | 0.002 | 0.05 | ≤1.5 | ||
| סיליקון ברונזה | GB/T 4423 | איזון | 0.25 | 0.5 | 0.03(Pb) | 2.75~3.5 | 0.2 | 0.3 | 1.0~1.5(Mn) | ≤1.1 |
| ברונזה בריליום | GB/T 5231 | איזון | 0.15 | 0.05(Pb) | 0.15 | 0.2 | 0.15 | 1.0~2.1 | ≤0.5 |
תכונות מכאניות
| כיתה | חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| פח ברונזה | 780~1130 | 40207 | 93163 | -250~120 | |
| סיליקון ברונזה | 780~1130 | 40207 | 93163 | -40~120 | |
| ברונזה בריליום | 373~1275 | 42169 | 129448 | -200~120 |
מאפיינים ויישום
ברונזה בדיל יש עמידות טובה בפני קורוזיה באטמוספירה שבה נוצר סרט דו תחמוצת בדיל צפוף על פני השטח של ברונזה בדיל. ככל שסרט הפח דו-חמצני צפוף ועבה יותר, כך עמידות הבלאי טובה יותר. הוא גם עמיד בפני קורוזיה במים מתוקים ובמי ים, ומתאים לייצור מעיינות הדורשים קשיות גבוהה יותר ועמידות בפני שחיקה חזקה יותר.
ברונזה סיליקון מכיל יסודות מנגן וניקל. יש לו חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה חזקה. יש לו עמידות גבוהה בפני קורוזיה במים מתוקים ובמי ים, ובעל תכונות ריתוך וחיתוך טובות. הוא משמש לייצור חלקי חיכוך (כגון שרוולים מנחים עבור שסתומי פליטה ושסתומי יניקה) וחלקי מבנה הפועלים בחומר מאכל.
ברונזה בריליום מכיל בריליום 1.7~2.5%. תוספת הבריליום גורמת לו לגמישות מצוינת. זוהי סגסוגת התקשות משקעים עם חוזק טוב, קשיות, גמישות ועמידות בפני עייפות. יש לו חיי שירות של יותר מ-40 שנה במי ים. הוא נמצא בשימוש נרחב ויקר, והוא מתאים יותר לייצור קפיצים מדויקים על מכשירי חשמל.
מונל
תרכובת כימית
| כיתה | תֶקֶן | ני | Cu | טי | אל | Mn | סִי | ג | Fe | ס |
| מונל 400 | AMS 7233 | 63.0~70.0 | 28.0~34.0 | ≤2.0 | ≤0.5 | ≤0.3 | ≤2.5 | ≤0.024 | ||
| מונל K500 | QQ-N-286 | 63.0~70.0 | איזון | 0.35~0.85 | 2.3~3.15 | ≤1.5 | ≤0.5 | ≤0.25 | ≤2.0 | ≤0.001 |
תכונות מכאניות
| כיתה | חוזק מתיחה Rb(MPa) | חוזק תשואה Rs (MPa) | מודול גזירה G/x103(MPa) | מודול אלסטי E/x103(MPa) | טמפ' מומלצת |
| מונל 400 | 1000~1240 | 65.5 | 179 | -184~260 | |
| מונל K500 | 1100~1380 | 65.5 | 179 | -184~232 |
מאפיינים ויישום
Monel 400 היא סגסוגת ניקל-נחושת. לסגסוגת זו עמידות מצוינת בפני קורוזיה בחומצה הידרופלואורית ובאמצעי גז פלואור, ויש לה גם עמידות מצוינת בפני קורוזיה נגד נוזל אלקלי חם מרוכז. הוא גם עמיד בפני קורוזיה מתמיסות ניטרליות, מים, מי ים, אטמוספירה, תרכובות אורגניות וכו'.
Monel K500 היא סגסוגת ניקל-נחושת-אלומיניום מוקשה במשקעים. תוספת של יסודות טיטניום ואלומיניום מגדילה את חוזק המתיחה של K500 לכפול מזה של 400 סגסוגות, וחוזק התפוקה הוא פי שלושה מזה של 400 סגסוגות. החומר נשאר רקיע וקשיח בטמפרטורות נמוכות כמו -240 מעלות. K500 מציע גם עמידות בפני ניצוצות ועמידות בפני קורוזיה מצוינת למגוון רחב של יסודות כימיים וסביבות ימיות, כגון מלחים, אלקליות, חומצות וחומצות שאינן מחמצנות.
תכונות של קפיץ פלדה
פלדת קפיצים נמצאת בשימוש נרחב בייצור של סוגים שונים של קפיצים ורכיבים דומים. הוא מובחן בחוזק התפוקה הגבוה שלו, המאפשר למוצרים העשויים מחומר זה לסבול דחיסה מתמשכת, כיפוף ופיתול מבלי לאבד את צורתם המקורית.
להלן כמה מאפיינים מרכזיים של פלדת קפיצים:
- עמידות: פלדת קפיצית היא עמידה ביותר ויכולה לחזור לצורתה המקורית לאחר כפופה או מתיחה.
- קשיות ועמידות: הוא יכול לשאת עומסים כבדים מבלי להישבר ועמיד בפני בליה ובלאי לאורך זמן.
- גְמִישׁוּת: ניתן לעצב, ליצור פלדה קפיצית ולטפל לאחר חום מבלי לאבד את צורתה.
- עמידות בפני קורוזיה: יש לו עמידות בפני קורוזיה גבוהה, מה שהופך אותו מתאים לשימוש בתנאים קשים.
בנוסף לחוזק תפוקה גבוה, פלדות קפיצים יש גם מצוינות חוזק מתיחה וחוזק עייפות. תכונות אלו הופכות את פלדת האביב למתאימה למגוון רחב של יישומים תעשייתיים.
הטבלה שלהלן מסכמת את חוזק התפוקה והמתיחה של דרגות פלדה קפיציות שונות - EN 10132-2021.
| חומר מס' | תֶקֶן | חישול לצמנטיט כדורי | חישול לצמנטיט כדורי-מת רך | |||||||||||
| AISI | JIS | EN | רַעַשׁ | חוזק תפוקה[MPa](מקסימום) | חוזק מתיחה[MPa](מקסימום) | HBW(מקסימום) | חוזק תפוקה[MPa](מקסימום) | חוזק מתיחה[MPa](מקסימום) | HBW(מקסימום) | |||||
| מֶטרִי | לָנוּ | מֶטרִי | לָנוּ | מדד/ארה"ב | מֶטרִי | לָנוּ | מֶטרִי | לָנוּ | מדד/ארה"ב | |||||
| 1.1231 | 1070 | SK7 | C67S | Ck 67 | 380 | 55 | 580 | 84 | 180 | 330 | 48 | 550 | 80 | 171 |
| 1.1248 | 1075 | SK6 | C75S | Ck 75 | 400 | 58 | 610 | 88 | 189 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 |
| 1.1284 | C80S | 400 | 58 | 610 | 88 | 189 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 | |||
| 1.1269 | 1086 | SK5 | C85S | Ck 85 | 405 | 59 | 620 | 90 | 192 | 355 | 51 | 580 | 84 | 180 |
| 1.1217 | C90S | 420 | 61 | 630 | 91 | 195 | 365 | 53 | 590 | 86 | 183 | |||
| 1.1274 | 1095 | SK4 SK3 | C100S | Ck 101 | 430 | 62 | 640 | 93 | 198 | 380 | 55 | 600 | 87 | 186 |
| 1.1224 | C125S | 440 | 64 | 650 | 94 | 202 | 400 | 58 | 620 | 90 | 192 | |||
| 1.2002 | SK2 | 125Cr2 | 125Cr1 | 450 | 65 | 660 | 96 | 205 | 385 | 56 | 640 | 93 | 198 | |
| 1.2235 | 80CrV2 | 80CrV 2 | 390 | 57 | 600 | 87 | 186 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 | ||
| 1.5026 | 9255 | 56Si7 | 420 | 61 | 620 | 90 | 192 | 360 | 52 | 580 | 84 | 180 | ||
| 1.5634 | SKS51 | 75Ni8 | 450 | 65 | 660 | 96 | 205 | 400 | 58 | 630 | 91 | 195 | ||
| 1.8159 | 6150 | SUP10 | 51CrV4 | 50 CrV 4 | 380 | 55 | 580 | 84 | 180 | 330 | 48 | 550 | 80 | 171 |
| 1.8161 | 58CrV4 | 58 CrV 4 | 390 | 57 | 590 | 86 | 183 | 350 | 51 | 560 | 81 | 174 | ||
| 1.2003 | 75Cr1 | 420 | 61 | 630 | 91 | 195 | 360 | 52 | 580 | 84 | 180 | |||
| 1.2018 | 95Cr1 | 430 | 62 | 640 | 93 | 198 | 380 | 55 | 600 | 87 | 186 | |||
| 1.6595 | 68CrNiMo3-3 | 400 | 58 | 615 | 89 | 190 | 350 | 51 | 575 | 83 | 179 | |||
כיצד נוצרת פלדה קפיצית?
פלדה קפיצית יכולה לעבור תהליכים שונים, כגון גלגול חם וקר, חישול, ו טיפול בחום, בהתאם לדרגת הפלדה הקפיצית ולתכונות המכניות הרצויות של המוצר הסופי.
התהליך מתחיל בדרך כלל בהיתוך וזיקוק חומרי הגלם כדי להשיג את הרכב הפלדה הנכון. לאחר מכן יוצקים את הפלדה המותכת לתוך בלוקים גדולים או בילטים ומאפשרים להתקרר. ניתן לעבד את הבילטים בנוסף באמצעות גלגול חם או קר כדי להקטין את עובים ולשפר את מבנה הגרגירים שלהם, להגביר ביעילות את חוזק המתיחה של החומר וליצור יריעות פלדה קפיציות, רצועות, מוטות ומוטות. הפחתות גבוהות יותר מובילות לעוצמות מתיחה מוגברות, אך חוזק מתיחה מופרז עלול לגרום לחומר להיות שביר ורגיש לשבירה. גלגול קר מועדף בדרך כלל עבור פלדה קפיצית איכותית בשל יכולתה לספק שליטה עדינה יותר על העובי וה סובלנות ממדים.
לאחר הגלגול, ניתן לחשל את הפלדה כדי להקל על מתחים פנימיים ולשפר את משיכותה. זה כרוך בחימום הפלדה לטמפרטורה מסוימת למשך זמן מוגדר ולאחר מכן מאפשר לה להתקרר באיטיות בסביבה מבוקרת, ובכך לשפר את הקשיחות והגמישות של הפלדה.
לבסוף, פלדה קפיצית יכולה לעבור טיפול בחום כדי להשיג את התכונות המכניות הרצויות. אחוז מסוים של פחמן חיוני כדי לאפשר תהליך זה, בדרך כלל נע בין 0.50% ל-1.25% עבור פלדות קפיצי פחמן. תהליך זה כולל חימום הפלדה לטמפרטורה קריטית ולאחר מכן קירור מהיר שלה (מרווה) ליצירת מבנה קשיח ושביר. לאחר מכן, הפלדה עשויה להיות מחוסמת באמצעות תהליך חימום חוזר, אשר מקל על מתחים ומשפר את קשיחותה. פלדה קפיצית מטופלת בחום משמשת לייצור מוצרים כגון קפיצים שטוחים, להבי מסור וסכינים.
שימושים ויישומים נפוצים של קפיצי פלדה
בגלל המאפיינים יוצאי הדופן שלה, פלדה קפיצית מכונה לעתים קרובות פלדה לשימוש כללי. הוא משמש בעיקר בייצור להבי מסור איכותיים, מנעולים, אנטנות ומגרדים, במיוחד כאשר הוא נמצא במצב מוקשה ומחוסם לייצור קפיצים שטוחים שקשה לעצב אותם.
כסוג צדדי של פלדה, לפלדת קפיצים יש מגוון רחב של יישומים. הוא משמש בדרך כלל ליצירת:
- תפסים ומהדקים: החוזק הגבוה והעמידות בפני עייפות הופכים את פלדת הקפיצים לאידיאלית לייצור אטבים ומהדקים.
- קפיצים: בשימוש במכונות ובחלקי רכב שונים, פלדה קפיצית משמשת בדרך כלל עבור קפיצי סליל, קפיצי דחיסה, קפיצי פיתול וקפיצי עלים.
- ציוד רפואי: פלדה קפיצית משמשת ליצירת מכשירים רפואיים כגון כלים כירורגיים ומכשור אורתודונטי.
- מכונות: הוא משמש לייצור מכונות וציוד, כולל מכסחות דשא, מטוסים, מסועים ומשאבות.
- כלי עבודה ידניים: החוזק הגבוה שלה הופך את הפלדה הקפיצית למושלמת ליצירת כלים חזקים ועמידים כמו צבת, מפתח ברגים ומספריים.
- חוט פסנתר: ידוע גם בתור חוט מוזיקה, פלדה קפיצית משמשת במגוון יישומים, כולל מלחציים קפיציים, אנטנות וקפיצי סליל לרכב או קפיצי עלים.
- מנעולים: הגמישות והגמישות של פלדת קפיצים הופכים אותה לחומר פופולרי לייצור מנעולים.
- ציוד נחיתה: פלדה קפיצית צינורית מנוצלת בציוד הנחיתה של כמה מטוסים קטנים בשל יכולתה לספוג פגיעת נחיתה.
- שימס: הוא נמצא בשימוש נרחב בשימס וקליפסי קלסר בשל עמידותו לעיוותים בעוביים נמוכים.
שאלות נפוצות
סיכום
כיום, פלדה קפיצית ממלאת תפקיד חיוני בייצור של פריטים שונים וצפויה לשמור על משמעותה בכמה תחומי תעשייה. לדוגמה, הוא נפוץ בשימוש ביישומים הדורשים רכיבים המסוגלים לספוג ולהפעיל מחדש כוח באופן עקבי, כגון דיאפרגמות הקפיצים במכוניות וקפיצי המושך במערכות חגורות בטיחות. לגמישות של פלדה קפיצית יש תפקיד מכריע בפעולתם של חלקים אלה הלחוצים דינמית, וקובעת את כמות הכוח שהחומר יכול לעמוד בו מבלי לסבול מעיוות קבוע.
עיבוד שבבי CNC פלדה קפיצית ב-Runsom Precision
עיבוד פלדה קפיצית בעיבוד CNC הוא תהליך מורכב יחסית, ולבחירה ולשימוש בכלים יש השפעה חשובה מאוד על איכות ויעילות התהליך. אם יש לך צרכים בעיבוד פלדה קפיצית, פנה אל Runsom דיוק; אנו תומכים בעיבוד שבבי של מגוון רחב של חומרי פלדת קפיצים, כמו גם שירותי התקשות וטיפול בחום. המומחים שלנו בקיאים בסטנדרטים הטכניים והמאפיינים של פלדות קפיצים כדי לספק את הפתרון האופטימלי לפרויקט שלך. לקבל הצעת מחיר מקוונת היום!
מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם:
