ステンレス引張りばね加工品が磁性を示す理由

精密ばね製造業界では、納入後に磁石を使った簡易試験を行うお客様が多くいらっしゃいます。 ステンレス鋼引張りばね 。ばねの磁気特性が弱い、または強いことが判明した場合、炭素鋼または劣悪な材料が使用されているのではないかという懸念から、材料の品質に関する疑問が生じることがよくあります。実際には、オーステナイト系ステンレス鋼のばねの磁性は、磁性と密接に関係する複雑な物理的進化です。 加工硬化 仕組み。

オーステナイト系ステンレス鋼の初期冶金組織

高性能ばねの代表的な素材としては、 グレード304 または グレード316 、オーステナイト系に属します。溶体化処理された状態では、これらの材料の内部微細構造は主にオーステナイトです。物理的な観点から見ると、オーステナイトは常磁性であり、非磁性または非常に弱い磁性を示します。この特性は、原子配置により自然状態での重大な正味磁気モーメントが妨げられる面心立方 (FCC) 結晶構造に由来します。

冷間加工による変形誘起マルテンサイト変態

あ ステンレス鋼引張りばね 激しい経験をしなければならない 冷間加工 製造サイクル中。ワイヤーが特定の直径に引き抜かれ、その後 CNC スプリングフォーマー上で高い力でコイル状に巻かれると、材料は重大な格子の転位と滑りを起こします。

のために 304 ステンレス鋼 準安定オーステナイトグレードであるため、塑性変形中の機械的応力により、オーステナイトからマルテンサイトへの相変態が引き起こされます。オーステナイトとは異なり、マルテンサイトは体心正方晶 (BCT) 構造を持ち、本質的に強磁性です。したがって、冷間圧下が深くなるほど、加工誘起マルテンサイトの含有量が多くなり、ばねの磁力が強くなります。

引張りばねの形状が磁力に及ぼす影響

圧縮バネと比較して、 引張りばね 独特の応力プロファイルが関係します。スプリングが必要な状態を維持できるようにするため、 初張力 、ワイヤはコイリングプロセス中により高いねじれ応力と引張応力にさらされます。

ループ終了処理: 通常、両端のフックまたはループは 90 度以上の角度で大きく曲げる必要があります。この局所的な極端な変形により、フックの磁気特性がスプリングの中央本体よりも大幅に強くなります。

春のインデックス: あ smaller 春のインデックス （平均コイル直径とワイヤ直径の比）より積極的な変形が必要となり、より徹底的な微細構造の変化とより高い透磁率が得られます。

磁性の比較: 304 対 316 ステンレス鋼

あ frequent topic in 304 対 316 ステンレス鋼 技術的な比較は、磁気応答の変化です。 グレード316 高レベルのニッケル (Ni) とモリブデン (Mo) が添加されています。ニッケルは強力なオーステナイト安定剤として機能し、機械的応力下でもマルテンサイトへの変態を抑制します。したがって、 316 ステンレス鋼引張スプリング 通常、同一の処理条件下では 304 バージョンよりもはるかに低い磁性を示します。このため、磁気干渉を最小限に抑える必要がある精密機器には 316 が推奨されます。

熱処理と減磁の限界

コイリングプロセスに続いて、スプリングは次の作業を行います。 ストレス解消 管理する 内部応力 そして寸法を安定させます。標準的な応力除去 (通常は 250°C ～ 450°C) で磁気が除去されるというのは、技術的によくある誤解です。これらの温度は、マルテンサイトをオーステナイトに戻すには不十分です。

磁性を完全に除去するには、材料に 1000°C を超える完全な溶体化処理が必要です。しかし、このような高温ではスプリングの強度が失われます。 引張強さ 冷間加工によって弾力性が得られるため、コンポーネントはエンジニアリング用途には役に立たなくなります。したがって、ばね業界では、磁気は自然の物理的副産物として受け入れられています。 冷間加工 補強。