Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy doborze surowca do produkcji sprężyn talerzowych

Ogólnie rzecz biorąc, sprężyny talerzowe ze stali węglowej i stopowej charakteryzują się najlepszymi parametrami ze względu na swoją „sprężystość”. Stal węglowa i stopowa (znana również jako stal sprężynowa) są również wyjątkowo trwałe i odporne na zmęczenie materiałowe po obróbce cieplnej. Zazwyczaj sprężyny talerzowe ze stali węglowej lub stopowej zapewniają większą siłę wyjściową (o 5–6% większą) w porównaniu z ich odpowiednikami ze stali nierdzewnej 301 lub 17-7 o tych samych wymiarach. Chociaż stal sprężynowa może zapewnić doskonałą wydajność w zwykłych warunkach, jej właściwości mogą zacząć się pogarszać w wyższych temperaturach. Sprężyny talerzowe ze stali nierdzewnej zapewniają lepszą odporność na temperaturę, ale w ekstremalnych temperaturach nie utrzymują swojej siły tak dobrze, jak materiały specjalistyczne, takie jak sprężyny talerzowe z Inconelu. W sytuacjach, w których wymagana jest ochrona przed korozją, projektant powinien rozważyć stosunek kosztów do korzyści między zastosowaniem 2 lub 3 sprężyn talerzowych ze stali nierdzewnej połączonych równolegle a jedną sprężyną talerzową ze stali węglowej lub stopowej pokrytą cynkiem metodą mechaniczną lub ArmorGalv® (powłoka z dyfuzji termicznej stopu cynku) – przy czym obie opcje zapewniają taką samą siłę.

Tabela 1

Decyzja dotycząca wyboru surowca na sprężyny talerzowe może być dość złożona, gdy weźmie się pod uwagę wszystkie parametry. Temperatury robocze i ryzyko korozji są głównymi czynnikami przy wyborze materiału i/lub powłoki.

Na przykład:

• Czy w zastosowaniach lotniczych, gdzie występują ekstremalne temperatury, zastosowanie sprężyny talerzowej z Inconelu ma sens? Być może, jednak alternatywnie można rozważyć zastosowanie sprężyn ze stali nierdzewnej 17-7 w innej konfiguracji, aby osiągnąć pożądaną wydajność w złożeniu. Stal sprężynowa może nie wytrzymać środowisk korozyjnych. W tym przypadku, zwłaszcza w zastosowaniach dynamicznych, stal nierdzewna 17-7 może być najlepszym rozwiązaniem.
• W układach hamulcowych najważniejsza jest trwałość. Czystość ma kluczowe znaczenie, aby zanieczyszczenia nie dostały się do przewodu hamulcowego. Stal nierdzewna na pierwszy rzut oka wydaje się oczywistym wyborem. A co, jeśli w danym zastosowaniu sprężyny talerzowe są zanurzone w płynie hydraulicznym? Niepowlekane sprężyny  ze stali węglowej i stopowej będą charakteryzować się lepszymi parametrami przy niższych kosztach, a sprężyny  zanurzone w płynie hydraulicznym będą chronione przed korozją.

Przy wyborze najbardziej odpowiedniego surowca do produkcji sprężyn talerzowych do konkretnego zastosowania należy wziąć pod uwagę wiele czynników. Zaleca się współpracę z inżynierami ds. zastosowań, którzy specjalizują się w projektowaniu i produkcji sprężyn talerzowych oraz stosów sprężyn, aby zapewnić dobór właściwego surowca pozwalającego spełnić pożądane wymagania techniczne i komercyjne.