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1. 스프링이란?

스프링이란 힘(외력)을 가하면 형태가 변하되, 그 힘을 제거하면 원형으로 되돌아가게 하는 목적으로 만들어진 탄력성이 있는 기계요소이다.

물체가 가지고 있는 탄성을 최대한으로 이용할 수 있도록 적당한 형상으로 만들어 그것으로 얻어지는 에너지의 흡수 또는 축적의 능력을 최대한으로 발휘할 수 있도록 고안된 것이 스프링이다.

2. 스프링의 종류와 용도

1) 열간 코일스프링

열간 코일스프링은 통상 재료지름이 10~90m/m까지의 소재를 사용하여 열간에서 코일링 되는 스프링을 말한다.

형상적으로는 원통형으로 코일링하는 것이 가장 많고, 통형, 원주형, 장고형 등이 있으며,용도로는 자동차, 철도차량, 산업기계, 콘트롤밸브, 방진장치 등에 사용된다.

2) 냉간 코일 스프링

냉간 코일스프링은 통상 재료 지름이 0.1~10m/m 까지의 소재를 사용하여 냉간에서 코일링되는 스프링을 말한다.

형상적으로는 원통형으로 코일링하는 것이 가장 많고, 통형, 원추형, 장고형, 인장형, 토숀스프링 등이 있다.

용도로는 자동차 엔진밸브, 차량용, 산업기계용, 콘트롤밸브, 방진용, 전자제품, 가구부품 등 다양하다.

3. 스프링재료

스프링은 재료의 탄성을 최대한도로 이용하므로 고탄성의 재료일수록 스프링 재료로써 우수성을 나타낸다.

이정도의 기준이 되는 것이 탄성한도라 하는데, 재료에 어떤 힘을 가하여 변형시킨뒤, 그 힘을 다시 제거하였을 때 변형이 남지 않고 본래 형상으로 되돌아오는 최대의 힘에 해당하는 응력이다.

1) 열간성형용 스프링강

① 스프링강

일본에서는 내식용과 내열용 등의 특수한 용도를 제외하고는 열간성형용의 스프링강을 통상 스프링강이라 부른다.

② 고합금 스프링강

마르텐사이트계 스텐레스강과 석출경화형 스텐레스강이 쓰여지고 있다.

③ 내열스프링강

스프링의 내열성, 강도, 인성이 특히 높도록 한 오일템퍼선이 있다.

2) 냉간 성형용 스프링강

① 피아노선

순도가 높은 원료를 전기로로 용해한 피아노선 로드를 소재로 파텐팅이라고 하는 열처리과정을 거친 고급재료이다.

② 경강선

피아노선에 비하여 약간의 불순물을 함유하고 있다. 따라서 피아노선만큼은 품질이 보증되어지지 못한다.

③ 오일템파선

최종공정에 담금질, 뜨임질 처리를 하여 특히 내열성 및 인성을 높인 재료이다.

④ 스테인레스강

마르텐사이트계, 페라이트계, 오오스테나이트, 석출경화계 등으로 생산되며, 강인성과 내식성이 우수하다.

3) 강대(Strip)

스프링 재료로 쓰여지는 강대에는 고탄소강, 저합금강 및 스테인레스강이 있다.

박판스프링용으로써 요구되는 성질중에 냉간가공성과 강도가 가장 중요하다.

4) 스프링용 비철금속

① 인청동 : Cu-Sn계의 인청동은 예로부터 스프링재료로 쓰여져 왔다.

② 양백 : 니켈실버라고 불리는 C-u-Ni-Zn의 삼원 합금이다.

③ 베리늄 동합금

④ 동티타늄 합금