การอบชุบเหล็กสปริง

เหล็กสปริงสามารถแบ่งได้เป็นสปริงขึ้นรูปร้อนและสปริงขึ้นรูปเย็นตามวิธีการขึ้นรูปที่แตกต่างกัน

การอบชุบด้วยความร้อนสำหรับสปริงขึ้นรูปด้วยความร้อน สปริงขึ้นรูปด้วยความร้อนใช้สำหรับผลิตสปริงที่มีรูปร่างขนาดใหญ่หรือซับซ้อน โดยทั่วไปแล้ว การให้ความร้อนแบบดับไฟ (quenching) จะถูกใช้ร่วมกับการขึ้นรูป กล่าวคือ อุณหภูมิการให้ความร้อนจะสูงกว่าอุณหภูมิการดับไฟเล็กน้อย (830-880 องศาเซลเซียส) หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนแล้ว จะมีการขึ้นรูปขดลวดร้อน จากนั้นจึงดับไฟที่เหลือทิ้ง และสุดท้ายจะอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลางที่ 350-450 องศาเซลเซียส เพื่อให้ได้โครงสร้างเทรทิไนต์ที่ผ่านการอบคืนความร้อน

คุณภาพพื้นผิวของเหล็กสปริงมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากมีความเค้นบิดและแรงดัดสูงสุด การลดคาร์บอนที่ผิวถือเป็นข้อห้ามที่สำคัญที่สุด ซึ่งจะช่วยลดความแข็งแรงของเหล็กต่อความล้าได้อย่างมาก ดังนั้น ควรพิจารณาเลือกและควบคุมอุณหภูมิ เวลา และตัวกลางในการให้ความร้อน นอกจากนี้ การขัดผิวด้วยทรายหลังการอบชุบยังมีประโยชน์ในการกำจัดข้อบกพร่องบนพื้นผิว เช่น การลดคาร์บอน รอยแตก รอยเปื้อน และรอยตำหนิต่างๆ และเพิ่มความแข็งแรงของพื้นผิวเพื่อสร้างแรงกดตกค้างและเพิ่มความแข็งแรงของสปริง

การอบชุบสปริงขึ้นรูปเย็น เหล็กกล้าสปริงขึ้นรูปเย็นจะผ่านการชุบแข็ง อบคืนตัว หรืออบคืนตัวที่อุณหภูมิคงที่ (isothermal) ก่อน จากนั้นจึงผ่านการดึงเย็นเพื่อให้ได้ลวดเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง แล้วจึงนำลวดเหล็กนี้ไปรีดสปริงตามที่ต้องการโดยตรง สปริงนี้ไม่ได้ผ่านการอบคืนตัวอีกต่อไป มีเพียงการอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำและปานกลาง 180-370°C เท่านั้น เพื่อขจัดความเค้นภายในที่เกิดจากการขึ้นรูป เหล็กสปริงชนิดนี้มีขนาดหน้าตัดเล็ก ตามกระบวนการอบคืนตัวและอบคืนตัวก่อนการขึ้นรูป แบ่งออกเป็นลวดเหล็กอบคืนตัวด้วยน้ำมันและลวดเหล็กอบคืนตัวด้วยความร้อนคงที่แบบรวดเร็ว ลวดเหล็กอบคืนตัวด้วยความร้อนคงที่แบบแรกคือการอบคืนตัวด้วยน้ำมันและอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลาง ส่วนลวดเหล็กอบคืนตัวด้วยความร้อนคงที่แบบที่สองคือการอบคืนตัวด้วยความร้อนคงที่ในอ่างตะกั่ว (500-550°C) เพื่อเปลี่ยนสภาพเป็นโซเทไนต์ แล้วจึงผ่านการดึงเย็นหลายครั้งเพื่อเพิ่มความแข็งแรง

หากเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดสปริงมีขนาดใหญ่เกินไป เช่น Φ> 15 มม. ความหนาของแผ่น h> 8 มม. จะเกิดปรากฏการณ์ทึบแสงจากการดับ ส่งผลให้ขีดจำกัดความยืดหยุ่นและความแข็งแรงต่อความล้าลดลง ดังนั้น จะต้องปรับความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กสปริงให้เหมาะสมกับเส้นผ่านศูนย์กลางของวัสดุสปริง