Fjedermaterialer
Når teknologiske grænser strækkes, og der dannes nye grænser, er der ofte behov for produkter og materialer med særlige egenskaber.
Tekniske oplysninger om fjedermaterialer
Sig ”fjederstål”, og de fleste af os tænker på et materiale, der er virkelig hårdt. Hvis du nogensinde har prøvet at bore et hul i en flad fjeder eller afskære en tynd fjedertråd med en tang, kan du bekræfte, at det er sandt.
Fjedre lagrer energi, når de afbøjes af en ekstern belastning. Denne energi lagres i materialet som stress og belastning, og jo højere den elastiske grænse for materialet er, desto mere energi kan lagres.
Den elastiske grænse for et materiale kaldes flydespænding. Med en høj flydespænding følger en høj trækstyrke, og en høj trækstyrke er lig med en høj hårdhed.
UDBYTTE STYRKE OG SEGLIGHED
Men en høj flydespænding er ikke det eneste krav til et materiale til fjedre. De fleste fjedre er koldt dannet af et forhærdet materiale. Materialets duktilitet skal være tilstrækkelig til de krævede bøjningsoperationer til den ønskede geometri. I mange tilfælde skal en vis flydestyrke ofres for at få duktilitet, og i andre tilfælde hærdes til endelig styrke efter dannelse.
Dynamiske belastninger og træthedstid
Alle fjedre er spændte i enten bøjnings- eller vridningstilstand og – ligesom mange andre mekaniske komponenter – oplever fjedre derfor de højeste spændingsniveauer på overfladen af materialet. I betragtning af den høje hårdhed og dynamiske belastning på fjedrene er overfladens kvalitet af stor betydning for en fjeders træthed. Materialerne til fjedre med de højeste krav til dynamiske belastninger og træthedstid udvikles og behandles for at sikre den bedst mulige overfladekvalitet.
TO MÅDER FOR AT OPNÅ KORROSIONSMODSTAND
Korrosionsbestandighed er et almindeligt krav til fjedre. Dette kan opnås enten ved hjælp af et fjedermateriale, der iboende er resistent over for det givne miljø, eller ved at anvende en overfladebehandling. Korrosionsbestandige fjedermaterialer er hovedsageligt det austenitiske rustfrie fjederstål, men også duplex (austenitisk-ferritisk) stål og martensitisk rustfrit stål anvendes i nogle tilfælde. Blandt de nikkel- eller coboltbaserede materialer finder vi også mange legeringer, der er mere modstandsdygtige over for korrosion end noget rustfrit stål og kan bruges i stærkt korrosive miljøer.
ANDRE FJEDERKRAV
Der er også andre krav til en fjeder, der kræver andre typer materialer. Kobberlegeringer anvendes, hvor der kræves høj elektrisk ledningsevne og / eller et ikke-magnetisk materiale. Superlegeringer, der hovedsageligt er baseret på nikkel, krom, cobalt og molybdæn, anvendes til høje arbejdstemperaturer. Titaniumlegeringer bruges enten til deres korrosionsbestandighed, eller fordi nogle få af titanlegeringerne faktisk er de eneste materialer, der kan give en fjeder med lavere vægt sammenlignet med en stålfjeder.
OPTIMEREDE MATERIALEGRUPPER
De materielle grupper, som vi primært arbejder med, er:
- Koldtrukket og koldvalset kulstofstål
- Patenteret og koldtrukket ståltråd af kulstof
- Lavlegeret stål til hærdning efter formning
- Olie- eller induktionshærdet martensitisk fjedertråd
- Rustfrit fjederstål, der inkluderer en masse austenitiske, duplex- og nedbørshærdende kvaliteter, medicinske kvaliteter osv.
- Superlegeringer (ofte kendt under handelsnavne som Inconel, Nimonic, Hastelloy osv.)
- Kobberlegeringer
- Titanium legeringer
Hver af disse grupper inkluderer mange individuelle karakterer for at skræddersy materialevalget til kravene i hver applikation. Selvom en stor del af de indbyggede egenskaber ved en fjeder er indstillet af processerne involveret i fjederproduktion, består den af et enkelt stykke materiale. Derfor er materialets egenskaber af stor betydning. Vi udfører en masse test for løbende at udvide vores viden om egnethed til hver materialegrad i bestemte applikationer og dele denne viden i regelmæssige tekniske diskussioner med vores kunder for at optimere materialevalget.