W zależności od ustalonego zastosowania i wymagań podejmowana jest decyzja o użyciu określonego materiału lub określonej metody obróbki powierzchni. Właściwości mechaniczne, termodynamiczne i odporność na korozję, odgrywają istotną rolę, ale oczywiście w firmie Alcomex zwracamy również uwagę na dostępność i koszty. Materiał egzotyczny, który może być idealny dla danego zastosowania sprężyny, jest zwykle zbyt kosztowny lub niedostępny jeśli chodzi o drut.
W dziale technologii firmy Alcomex zawsze prowadzi się konsultacje z producentami drutu, gdy poszukiwane są możliwości ulepszenia istniejących materiałów. Z upływem lat drut stosowany przez firmę Alcomex uległ znacznemu polepszeniu (na przykład wyższa odporność na rozciąganie niż w EN 10270-1). W ten sposób umożliwiamy stosowanie większych sił na projektowanych przez nas sprężynach. Oprócz polepszania właściwości mechanicznych badamy również, czy możliwe jest wykorzystanie sprężyn do konkretnego użytku poprzez zastosowanie określonej formy obróbki powierzchni. Prostym przykładem jest odparowanie złota; sprężyny uzyskują cienką warstwę złota, które zapewnia odporność na korozję (dodatkowo złoto jest świetnym przewodnikiem prądu elektrycznego i jest dość odporne na otarcia). Jednak czynnikiem ograniczającym w tym przypadku są koszty, które dla wielu zastosowań są zbyt wysokie.
Ze względu na to, że zastosowania stają się coraz bardziej wymagające, z upływem lat znajomość materiałów stała się dla firmy Alcomex o wiele ważniejsza. Określone wymagania dotyczące temperatury i odporności na korozję oraz „przewidywanej żywotności” sprawiają, że testowanie zachowania materiału jest istotnym czynnikiem.
W firmie Alcomex korzystamy z rozległego programu testów w celu określenia żywotności oraz odprężania. W porozumieniu z naszymi partnerami możliwe jest nawet testowanie sprężyn bezpośrednio dla danego zastosowania. Jednym z przykładów dotyczących bezpośredniego testowania w elementach użytkowych klienta było pytanie: „Jaka jest żywotność sprężyny naciskowej INOX 316 w temperaturze 80°C w parze wodnej o zawartości 40% kwasu siarkowego (H2SO4)?”. Rezultaty testu wykazały, że po 80 godzinach sprężyny INOX 316 były silnie skorodowane i nie zapewniały już odpowiedniej wytrzymałości.
Rozwiązaniem dla tego konkretnego zastosowania, wybranym przez firmę Alcomex w porozumieniu z partnerem, było użycie zwykłej stali sprężynowej ze specjalną powłoką. Po testach uzyskano wynik mówiący o żywotności na poziomie około 2000 godzin.
Sprężyny w określonych zastosowaniach, wchodzące w kontakt ze względnie wysokimi temperaturami, stanowią kolejne wyzwanie, z którym firma Alcomex mierzy się regularnie. Poprzez stałe ogrzewanie sprężyn (około 250°C), są one kalcynowane stale bez naprężeń, a kalcynowanie bez naprężeń stanowi część procesu produkcji i ma swoje określone cele. Stałe ogrzewanie do 250°C jest jednak zupełnie inną sprawą. Nawet przy wyższych temperaturach właściwości mechaniczne, więc też wartość stała sprężyny (N/mm), ulegają szybkiemu pogorszeniu, innymi słowy sprężyny nie będą już więcej działać w sposób, w jaki powinny. Oczywiście dostępne są standardowe materiały, ale czasami nawet one są niewystarczające, więc należy szukać rozwiązania w ogólnym projekcie, którego częścią jest dana sprężyna.
(E(zastosowanie) = E20 * [1-r *(t-20)] => t [temperatura-zastosowanie] w temperaturze otoczenia 20°C oraz r=0,25×10¯³ dla stali sprężynowej i r=0,4×10¯³ dla INOX).
W tych konkretnych przypadkach ważne jest zwrócenie uwagi na cały system i dopiero wtedy wybranie materiału. Często po prostej zmianie w projekcie istniejący materiał może zostać wybrany dla sprężyn. Na przykład czasami do zapewnienia pożądanej żywotności sprężyny wystarczające może być zastosowanie żeber chłodzących lub izolacji.
Każdy segment rynku ma swoje określone wymagania techniczne oraz wiele zastosowań, więc omówienie ich wszystkich jest niemożliwe. Możemy jednak stwierdzić, że w okresie istnienia firmy Alcomex personel techniczny przezwyciężył wiele trudności i problemów. Ponadto zawsze poszukujemy nowych technologii i metod obróbki powierzchni, które można stosować w połączeniu z naszym wieloletnim doświadczeniem.
Opracował: Marco Dekker | kierownik działu badań i rozwoju
