Miksi käsitellyt ruostumattomasta teräksestä valmistetut jatkojouset osoittavat magneettisuutta

Tarkkuusjousien valmistusteollisuudessa monet asiakkaat sutaiittavat yksinkertaisen testin magneeteilla saatuaan a Ruostumattomasta teräksestä valmistettu jatkojousi . Kun jousella todetaan heikkoja tai jopa vahvoja magneettisia ominaisuuksia, herää usein kysymyksiä materiaalin laadusta, kun on huoli siitä, että on käytetty hiiliterästä tai huonompia materiaaleja. Todellisuudessa austeniittisten ruostumattomien teräsjousien magnetismi on monimutkainen fyysinen kehitys, joka liittyy läheisesti Työn kovettuminen mekanismi.

Austeniittisen ruostumattoman teräksen alkuperäinen metallurginen rakenne

Suorituskykyisiin jousiin tyypillisesti käytetyt raaka-aineet, kuten Luokka 304 or Luokka 316 , kuuluvat austeniittiseen perheeseen. Liuoshehkutetussa tilassa näiden materiaalien sisäinen mikrorakenne on pääasiassa austeniittia. Fysikaalisesta näkökulmasta katsottuna austeniitti on paramagneettinen, mikä tarkoittaa, että sillä on ei-magneettisia tai erittäin heikkoja magneettisia ominaisuuksia. Tämä ominaisuus johtuu sen Face-Centered Cubic (FCC) -kiderakenteesta, jossa atomijärjestely estää merkittävän nettomagneettisen momentin sen luonnollisessa tilassa.

Muodonmuutosten aiheuttama martensiitin muunnos kylmätyöstöllä

A Ruostumattomasta teräksestä valmistettu jatkojousi täytyy käydä intensiivisesti Kylmä työskentely valmistussyklinsä aikana. Kun lanka vedetään tiettyyn halkaisijaan ja sen jälkeen kierretään suurella voimalla CNC-jousenmuodostimeen, materiaali käy läpi merkittävää hilan siirtymää ja liukumista.

varten 304 ruostumaton teräs , joka on metastabiili austeniittista laatua, mekaaninen jännitys plastisen muodonmuutoksen aikana laukaisee faasimuutoksen austeniitista martensiitiksi. Toisin kuin austeniitilla, martensiitilla on kehokeskeinen tetragonaalinen (BCT) rakenne ja se on luonnostaan ​​ferromagneettinen. Näin ollen mitä syvemmälle kylmän pelkistysaste on, sitä suurempi on muodonmuutoksen aiheuttaman martensiitin pitoisuus, mikä johtaa voimakkaampaan magneettiseen vetoon jousesta.

Jatkojousen geometrian vaikutus magneettiseen intensiteettiin

Puristusjousiin verrattuna a Jatkojousi sisältää ainutlaatuisia stressiprofiileja. Jotta jousi pysyy tarpeellisena Alkujännite , lanka altistuu suuremmille vääntö- ja vetojännityksille kelauksen aikana.

Lopetussilmukoiden käsittely: Kummankin pään koukut tai silmukat vaativat tyypillisesti voimakasta taivutusta 90 asteen kulmassa tai enemmän. Tämä paikallinen äärimmäinen muodonmuutos saa aikaan koukkujen magneettisten ominaisuuksien olevan huomattavasti vahvempia kuin jousen keskirunko.

Kevään indeksi: Pienempi Kevään indeksi (keskimääräisen kelan halkaisijan suhde langan halkaisijaan) vaatii aggressiivisemman muodonmuutoksen, mikä johtaa perusteellisempaan mikrorakenteen siirtymään ja suurempaan magneettiseen läpäisevyyteen.

Vertaileva magneettisuus: 304 vs 316 ruostumaton teräs

Usein esiintyvä aihe 304 vs 316 ruostumaton teräs Tekniset vertailut ovat niiden vaihteleva magneettinen vaste. Luokka 316 sisältää enemmän nikkeliä (Ni) ja molybdeeniä (Mo). Nikkeli toimii voimakkaana austeniittistabilaattorina, joka estää muuntumisen martensiitiksi jopa mekaanisessa rasituksessa. Siksi a 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettu jatkojousi yleensä osoittaa paljon vähemmän magnetismia kuin 304-versio identtisissä käsittelyolosuhteissa. Tämä tekee 316:sta ensisijaisen valinnan tarkkuusinstrumenteille, joissa magneettiset häiriöt on minimoitava.

Lämpökäsittely ja demagnetisoinnin rajat

Kelausprosessin jälkeen jouset käyvät läpi Stressiä lievittävä hallita Sisäinen stressi ja vakauttaa mitat. On yleinen tekninen väärinkäsitys, että standardi jännityksenpoisto (tyypillisesti välillä 250 °C ja 450 °C) poistaa magnetismin. Nämä lämpötilat eivät riitä muuttamaan martensiitin takaisin austeniitiksi.

Magnetismin eliminoimiseksi kokonaan materiaali vaatisi täyden liuoshehkutusprosessin yli 1000 °C:ssa. Kuitenkin niin korkeat lämpötilat aiheuttaisivat jousen menettämisen Vetolujuus ja kylmämuokkauksella saavutettu elastisuus tekee komponentista hyödyttömän teknisissä sovelluksissa. Siksi kevätteollisuudessa magnetismi hyväksytään luonnollisena fyysisenä sivutuotteena Kylmä työskentely vahvistus.