Materialer

Når teknologiske grenser strekkes og nye grenser dannes, er det ofte behov for produkter og materialer med spesielle egenskaper.

Teknisk informasjon om fjærmaterialer

Lesjöfors har samlet mye erfaring siden den første fjæren ble produsert i 1852, om fjærmaterialer og kravene til fjærer i de unike miljøene der de skal brukes.

Lesjöfors representerer høy kvalitet. Det er ikke nok bare for å skape den optimale fjærgeometrien, du må også bruke de riktige fjærmaterialene. Fjærmaterialets egenskaper danner grunnlaget for en funksjonell fjær.

Valget av fjærmaterialer er helt styrt av applikasjonen som fjærene vil bli brukt i, og må vurdere viktige faktorer som stress, temperatur, risiko for korrosjon etc. Lesjöfors-gruppen arbeider med alle typer metalliske fjærmaterialer i alle typer tverrsnitt.

Eksempler på fjærmaterialer som vi arbeider med

  • Kaldtrukket og kaldvalset lavlegert stål
  • Patentert og kald trukket fjærtråd
  • Herdbar fjærstål
  • Olje herdet fjærtråd og bainite herdet fjærstål
  • Rustfritt fjærstål
  • Rustfritt fjærstål med ekstremt gode korrosjon egenskaper
  • Rustfritt fjærstål for høyere temperaturer
  • Rustfritt ikke-magnetisk stål
  • Legeringer for medisinske applikasjoner
  • Kobberlegeringer
  • Antimagnetisk syrebestandig fjærstål etc
  • Titan legeringer

Ekspertise innen superlegeringsfjærer

Lesjöfors har lang erfaring, tekniske beregningsferdigheter og produksjonskapasitet, og produserer også et standardisert utvalg av superlegeringer egnet for fjærer. Eksempler på produktområder er tallerkenfjærer, trykkfjærer, torsjonsfjærer, strekkfjærer og bladfjærer.

Følgende legeringer holdes på lager:

  • Inconel X-750®1
  • Inconel 718®1
  • Nimonic 90®1
  • Hastelloy C-276®2
  • MP 35N®3
  • Aisi 316 (andre)
  • Elgiloy®4

I tillegg til disse er en rekke andre legeringer tilgjengelige.

Setning av fjærer ved høye temperaturer

Når metaller blir utsatt for påkjenninger og økte temperaturer kan det skje en permanent deformasjon. Dette fenomenet kalles setning, et belastningstap ved konstant deformasjon, økt deformasjon ved konstant belastning. Dette er en viktig ytelsesparameter for spolefjærer som for det meste er utformet for å gi en kontrollert fjærbevegelse ved en viss belastning eller omvendt.

Ved temperaturer over 500 °C er setningen for lavlegert og rustfritt stål så lav at de ikke kan brukes til spolefjærer. Superlegeringer gir bedre ytelse ved disse temperaturene. I følgende avspenningsytelse for noen superlegeringer ved temperatur 550 ° C og over.

Super legeringer testet

I denne undersøkelsen ble tre forskjellige superlegeringsledninger og en rustfritt ståltråd testet. Den viktigste kjemiske analysen og de mekaniske styrkene ble som presentert i følgende tabell:

Materiale
Ni (andre)
Cr
Uts [MPa]
Super Legering A
58
19
1300
Super Legering B
55
19
1050
Super Legering C
53
17
1200
Rustfritt stål*
2090

Merk * Klasse 17/7PH

Test metode for setning

En rekke fjærer fra disse fjærmaterialene ble produsert i henhold til Lesjöfors standard produksjonsmetoder for denne typen materiale og fjærer. Fjærene ble deretter komprimert med en statisk belastning til et spesifisert stressnivå.

De komprimerte fjærene ble utsatt for spesifiserte temperaturer i ulike tider. Etter avkjøling ble belastningen for hver fjær testet igjen og tap av last ble notert.

Setningen som framkom ble definert som følger:

(Fb-Fa)/ Fb ∙ 100 = Avslapning (%)

Fb = Last ved kompresjon før oppvarming

Fa = Last ved kompresjon etter oppvarming

Følgende tider og temperaturer ble brukt med forskjellige stressnivåer på hver:

Materiale
Tid
Temp 1 (1 500)
Temp 2 (andre)
Temp 3 (andre)
Jeg har ikke noe å si til deg.
[°C]
[°C]
[°C]
Super Legering A
50
550
600
650
Super Legering A
110
550
600
650
Super Legering B
50
550
600
650
Super Legering B
110
550
650
600
Super Legering C
50
550
600
650
Super Legering C
110
550
600
650
Rustfritt stål
50
550
–
–

Resultater

Det rustfrie 17/7PH stålet mislyktes som forventet etter 50 timer ved 550 °C og stressnivå 150 MPa. Setningen var nær 100 %. Ingen flere tester ble gjort med denne karakteren. Eksempler på setningsresultater presenteres i følgende diagrammer.

Konklusjoner

Resultatene viser at rustfritt stål ikke kan brukes ved disse høye temperaturene. Det viser også den store forskjellen mellom ulike superlegeringskarakterer. Fra testet superlegering karakterer C-klassen hadde den laveste avslapning og presterte best ved alle temperaturer. Det kan også ses at avhengig av legering, temperatur og stress avslapning må vurderes når du designer coil fjærer som skal brukes i applikasjoner der høye temperaturer kan forventes.