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材質種類與表面處理

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材質種類與表面處理

使用正確的材質可以避免額外的費用產生及運用上的誤失。碳鋼是最通用的材質,而不袗雖然比碳鋼昂貴,但在抗腐蝕和耐溫性能方面卻遠優於碳鋼
材質。




 

 

碳鋼 Carbon Steel

 油回火碳鋼 (Oil Tempered)

SAE1070-1090高碳回火彈簧鋼是彈性墊圈和波形彈簧的標準材質。由於油回火馬氏體結構處理,使得抗拉強度與屈伏強度達到最大值。

 冷抽高碳鋼 (Hard Drawn)

SAE1060-1075高碳冷抽彈簧鋼是強力墊圈的標準材質。碳鋼在沒有上潤滑油或在密閉的環境下會產生袘k,施以特殊表面處理可以提升抗腐蝕能力。墊圈和彈簧通常都經過油浸處理,以利於運輸和儲存過程中達到防護效果。
■ 碳鋼具有高磁性,有藍色、黑色及灰色等外觀色澤

 

 

不袗 Stainless Steel

 302不袗 (302 Stainless Steel)

302不袗是彈性墊圈的標準材質。此材質具有抗腐蝕及良好的物理特性,因而被廣泛地運用。雖然302不袗是被歸類為不具磁性的,但由於冷加工過程使其具有良好的韌度,也因而稍具些微磁性。此材料無法以熱處理進行硬化處理。
■ 302不袗具有銀灰色的外觀色澤

 316不袗 316 (Stainless Steel)

316不袗的物理特性及耐溫性能與302幾乎相同,但磁性較302弱,也無法以熱處理進行硬化。由於316含有鉬的化學成分,因此具有更高的抗腐蝕能力,常用於食物炊具、化學方面、及有海水成分的應用環境。
■ 316不袗具有銀灰色的外觀色澤

 17-7 PH/C不袗 (17-7 PH/C Stainless Steel)

具有與302類似的抗腐蝕能力,幾乎為波形彈簧的專用材質,在特殊墊圈的應用方面,擁有高抗拉強度及屈伏強度。在耐疲勞度和高應力的表現則優於最高等級的碳鋼。經由析出硬化處理從C達到CH-900狀態而具備的彈簧性能,即使在343°C的溫度下也不會喪失其性能。17-7 PH C/CH-900具有類似高碳鋼的磁性。
■ 經過爐外析出硬化熱處理後,17-7的外觀呈藍色、棕色或銀色。 經爐內熱處理的外觀則較為光亮。

 

 

超級合金鋼 Super Alloys

 因科聶爾合金X-750 (Inconel X-750*)

此類鉻鎳合金鋼大多應用在高溫及腐蝕環境中。下列概述兩種Inconel常用的回火方式。通常Inconel X-750是採析出硬化熱處理達到彈性回火狀態,在此條件下可承受高達371°C的高溫,其回火硬度達到Rc50最高值,符合美國國家腐蝕技師協會(NACE)MR-01-75的認可標準。(適用於彈性墊圈、波型彈簧及壓縮彈簧)。
#1回火,其熱處理的時間比彈性回火更久,因此抗拉強度較低,但耐溫強度可達538°C。
彈性回火和#1回火兩者的熱處理方式採爐內或爐外熱處理。爐外熱處理會形成氧化作用,通常會產生輕微的黑色殘留物。爐內熱處理方式可避免殘留物產生。
■ 以此方式處理的Inconel波簧和墊圈,外觀呈銀灰或藍灰色澤,無磁性。

 A286合金 (A286 Alloy)

此類合金材質具有和Inconel X-750類似的性能及熱處理方式,耐溫性能可達538°C。
■ 無磁性,外觀呈銀灰或藍灰色澤。

 易爾基合金 (Elgiloy*)

具有優異的抗腐蝕及耐高溫性能,通常應用於石油工業。經美國國家腐蝕技師協會NACE的抗硫化物應力破壞實驗證明;Elgiloy較其他合金材料具有更高的可靠性。此外,該合金材料在343°C的溫度負載力高於17-7達六倍、抗疲勞度優於普通碳鋼百分之百。
■ 無磁性,外觀因熱處理而呈銀灰或藍灰色澤。

 

 

銅合金 Coppers

 #25鈹銅合金 (Beryllium Copper Alloy #25)

此類合金鋼藉由析出硬化熱處理,兼備了低彈性係數與高抗拉強度的物理特性,因此具有卓越的彈性。相較於他類的銅合金,鈹銅合金的強度最高,在溫度升高時仍保有其卓越的物理特性。
■ 無磁性,導電能力約為磷青銅的2至4倍。

 A級磷青銅 (Phosphor Bronze, Grade A)

具有適中的彈性和導電性,僅次於鈹銅合金。在彈性回火狀態可獲得磷青銅最佳的彈簧性能。
■ 磷青銅無磁性,只能以冷加工硬化處理。

 

 

表面處理

 染黑 (Black Oxide)

MIL-13924,Class 1 的表面處理提供產品黑色表面的外觀,其美化功能大於抗腐蝕性。

 鍍鎘 (Cadmium Plating)

鍍鎘AMS-QQ-P-416,Type I,Class 2
鍍鎘及鉻酸鹽浸洗,AMS-QQ-P416,Type II,Class 2
鍍鎘是用於提升碳鋼產品的抗腐蝕能力。
鍍鎘的費用昂貴,且彈簧會產生氫脆的可能性。
建議選擇不袗材質替代鍍鎘為佳。

 油浸 (Oil Dip)

油浸是Smalley碳鋼產品的標準處理方法,目的在於防止運輸過程及儲存時產生袘k,非長久性的表面處理方法。

 鈍化 (Passivation)

AMS2700,Methodl,Type2,Class3鈍化是不袗材料的一種清洗方法,可提升不袗表面的光澤度和抗腐蝕能力。鈍化可清除生產過程中潛入不袗表面的鐵粒和其他物質,若未清除這些外來物則可能引起袘k、變色或點蝕。

就理論上來說,不袗的防腐蝕能力是來自於表面覆蓋著一層薄薄的氧化膜。因此,去除其表面外來物可防止氧化膜被破壞,以達到最佳的抗腐蝕能力。

 磷酸鋅處理 (Zinc Phosphate)

MIL-DTL-16232,Type Z,Class 2磷酸鋅表面鍍層又稱為「磷化」,外觀為黑灰色。抗腐蝕能力高於染黑,遜於鍍鎘或不袗材質。磷化處理不適用於不袗材質。

 汽化脫脂 / 超音波清洗

這是所有不袗標準的清洗和表面處理方式,此程序藉由氯化溶劑可去除材料表面的油污及其他有機物質。超音波可以加強彈簧每圈之間的清洗效能。

 振動去毛刺 / 手工去毛刺

雖然Spirolox墊圈的表面和周邊都是光滑的,但切斷時在末端會形成銳角,可採用振動或手工去毛刺的方式消除銳角。
 

 

 

■ 波形彈簧 ■ 彈性墊圈 產品規格表
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▪ 波形彈簧設計需求 ▪ 彈性墊圈設計安裝
▪ 材質種類與表面處理 ▪ 彈性墊圈末端形狀  
▪ 彈性墊圈互換對照表  
▪ 彈性墊圈溝槽比例關係
▪ 金屬密封環介紹


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