Jun 09, 2025
高温条件は、工業製造、自動車エンジン、冶金機器、熱エネルギーシステム、その他の用途で広く使用されています。これらの環境では、 ステンレス鋼のねじりスプリング 機械的性能の低下、疲労寿命の減少、構造的故障のリスクの増加など、多くの課題に直面しています。高温環境でのスプリングの信頼性を確保するには、設計、材料の選択、プロセス、保護の側面から体系的なソリューションを採用する必要があります。
材料選択の最適化
熱耐性ステンレス鋼を使用してください
従来のSUS304ステンレス鋼は、300°Cを超える大幅な性能劣化を持ち、長期的な高温条件には適していません。より良い高温性能を持つ次の材料を選択できます。
SUS316：モリブデンが含まれており、400°C未満の環境に適した酸化抵抗と耐食性が強くなります。
SUS631（17-7PH）：高温強度と安定性が優れた沈殿ステンレス鋼。
Incenel X-750：ニッケルベースの合金、600°Cを超える極端な高温に適しており、アンチクリープおよび抗ストレス緩和特性を備えています。
物質的な状態制御
熱処理後に事前に硬化または半硬質材料を使用して、高温条件下での降伏強度を改善し、塑性変形のリスクを軽減します。
構造設計の改善
制限された作業ひずみ範囲
高温環境では、材料の弾性限界内でスプリングの作業角を制御して、降伏点を超えて永久的な変形を引き起こしないようにします。通常は50％〜60％未満を制御するように推奨される安全係数を合理的に設定します。
効果的なターンの数を増やします
スプリングの有効なターンの数を増やすことにより、単位ターンあたりの力が共有され、単位角度あたりの応力濃度が減少し、疲労寿命が延長され、高温下の変形安定性が向上します。
熱膨張補償を検討してください
高温の膨張の影響下で、中径、ピッチ、およびフィットクリアランスは、熱の膨張によって引き起こされ、アセンブリ耐性の適応性を改善するために、設計中に設計中に適切に予約する必要があります。
熱処理とストレス緩和プロセス
プレストレスレリーフアニーリング
春の形成後の低温老化治療（300°C×1〜2時間など）は、残留応力を大幅に減らし、高温下での寸法の安定性を改善することができます。
降水硬化治療
17-7時材の材料の場合、溶液処理の老化硬化を通じてより高い強度と温度抵抗を達成でき、高温のためにねじれの弾力性を急速に減衰させないようにすることができます。
マルチステージ熱処理プロセス制御
使用温度に基づいて段階的熱処理計画を開発し、強度とプラスチックの靭性を考慮し、材料構造の均一性と機械的特性が温度範囲全体で維持されるようにします。
表面処理と保護対策
エレクトロポリッシング治療
エレクトロポリッシングは、表面の微小欠陥を排除し、応力集中点を減らし、疲労抵抗を改善し、酸化抵抗を高め、高温酸化物層の形成速度を遅くすることができます。
無機コーティングまたはセラミックコーティング
高温耐性の無機保護層またはスプリングの表面にセラミック膜の層をスプレーして、物理的障壁を形成し、高温で金属表面反応を減らし、耐久性を向上させます。
不動態化治療
漬物と不動態化の後、ステンレス鋼スプリングの表面不動態化フィルムの密度と安定性を改善し、中温腐食環境では酸化抵抗を長期間維持できます。
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