스프링용 스테인리스의 종류, 특징 해설 및 장단점 소개

스프링용 스테인리스의 종류, 특징 해설 및 장단점 소개

"스프링에 쓰이는 소재의 특징을 알고 싶다"

"스프링용 스테인리스 강은 어떤 걸 골라야 할지 모르겠다"

"스프링 제작는 좋은 공장이 없다"

스프링 제작을 생각하시는 분들 중에서 

위와 같은 고민을 안고 계신 분들이 많을 것으로 보입니다.

스프링에 사용되는 소재 중 하나인 

"스프링용 스테인레스 강"에는 SUS301과 SUS304등 여러 종류가 있으며 

각각의 특징이 다릅니다.

 

그래서 스프링 제작을 의뢰할 때

어떤 소재를 택해야 할지 감이 잡히지 않으실 수도 있습니다.

 

이번 포스팅에서는 스프링 제작을 하고 싶으신 분들을 위해,

스프링용 스테인레스 강의 종류와 특징에 대해서 해설합니다.

 

장단점도 소개하므로 스프링을 사용하고자 하시는 분이시라면

한 번 읽어보시는 것도 도움이 되시리라 보입니다.

스프링용 스테인리스 강은?

스프링에 사용되는 소재에는 인청동 등 여러가지가 있습니다.

 

그중에서도 스프링용 스테인레스 강은

스프링에 사용되는 스테인리스 소재를 총칭한 이름입니다.

스프링용 스테인레스 강 전체의 특징으로 

도금 처리나 방청 처리하지 않고, 다양한 사용 환경에서 이용 가능합니다.

또 압연 가공에 의해서 높은 경도를 얻을 수 있어 

비교적 제품 강도가 필요한 환경에서도 문제 없이 사용할 수 있습니다.

스프링용 스테인리스 강으로 된 스프링의 용도는 다양합니다.

자동차 부품과 스마트 폰의 돔 스위치, 문구 등의 폭넓은 분야에서 사용되고 있습니다.

 

스프링용 스테인레스 강의 종류

이 항목에서는 기초적으로 사용되는

스테인리스 강 전체의 종류에 대해서 해설합니다.

각각의 소재로 JIS규격이나 특징이 다르므로 제대로 파악해 봅시다.

 

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SUS301

SUS301은 SUS304에서 니켈과 크롬을 감소시키고

탄소 함유량을 많이 한 소재입니다.

 

JIS규격으로 말하면"JIS G 4313 스프링용 스테인레스 강대"로 분류되는 소재입니다.

특징으로서, 냉간 가공으로 소재 강도를 향상시키므로 

다른 스테인리스 소재와 비교하고 강도가 높아집니다.

 

그래서 내구성이 요구되는 돔 스위치 등에 사용하는

스프링을 만들고 싶은 경우는 SUS301를 추천합니다.

SUS316-WPA

SUS316-WPA는 SUS304에 내식성이 좋은

몰리브덴을 첨가한 SUS316계의 소재입니다.

SUS◯ ◯ ◯의 뒤를 이어"WP"는 강선을 나타내는 기호입니다.

 

그래서 SUS316-WPA는 "JIS G 4314스프링용 스테인리스 강선"로 분류됩니다.

 

WP의 뒤를 이어"A"라는 기호는 예를 들어 

φ 1mm의 경우에 인장 강도가 1530pa~1780Mpa가 됩니다.

특징으로서, 니켈의 함유량을 늘리는 바람에 내식성이 매우 높습니다.

 

부식이 일어나기 쉬운 환경에서 스프링을 사용하는 경우는,

SUS316계의 소재를 이용하는 것을 추천합니다.

 

SUS304

SUS304는 스프링에 사용되는 스테인리스 강 중에서도 대표적인 소재입니다.

 

"JIS G 4313스프링용 스테인레스 강대"

"JIS G 4314스프링용 스테인리스 강선"양쪽으로 분류됩니다.

SUS304는 다른 스프링용 스테인레스 강(오스테 나이트계)의 

베이스가 되어 있어 니켈이나 탄소 등의 배합을 바꿈으로써 

SUS301과 SUS316등에 종류가 바뀝니다.

 

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다른 스테인레스 강과 비교해서, 

냉간 가공성이나 용접성이 좋으며, 굽힘 가공, 용접 가공을 하기 쉬운 소재가 됩니다.

오스테 나이트계의 소재 속에서도 기본적인 소재이므로 

일반적인 가공성과 내식성을 필요로 한다면

SUS304를 고르는 것을 추천합니다.

SUS304L

SUS304에서 탄소 함유량을 적게 하는 소재가 SUS304L입니다.

"JIS G 4313스프링용 스테인레스 강대"로 분류됩니다.

특징으로서, 니켈의 함유량이 많아지고 있어 입간 부식 내성에 뛰어납니다.

 

입계 부식 내성이란 소재에 따라서

부식이 진행하는 국부 부식에 내성이 강하다는 것입니다.

입계 부식은 용접 등에서 소재 자체가

고온이 되었을 경우에 부식이 일어나기 쉽습니다.

 

즉, SUS304L은 용접 가공성이 뛰어나다는 것입니다.

 

그래서 용접 가공을 할 경우 추천하는 소재입니다.

또 SUS304와 SUS301과 비교해서 경도가 낮아서, 

굽힘 가공 및 절삭 가공 등이 이루어지기 쉬운 장점도 있습니다.

 

SUS631J1-WPC

SUS631J1-WPC는 석출 경화형 스프링용 스테인레스 강입니다.

 

"JIS G 4314스프링용 스테인리스 강선"으로 분류되고

예를 들어 φ 1mm의 경우의 인장력이 1800Mpa~2050Mpa의 소재가 됩니다.

가공 및 용도에 맞추어 열 처리를 실시함으로써 

SUS301등보다도 단단한 강도를 얻는 특징이 있습니다.

 

용접성과 내식성이 높아 정밀 기계 부품에 사용하는 

스프링 제작을 의뢰하고 싶은 경우에 추천할 만한 소재입니다.

 

스프링용 스테인레스 강의 장점

스프링용 스테인레스 강은 기본적으로

내식성과 내구성이 높은 것이 메리트입니다.

 

원래 스테인리스는 주성분으로 되는 철에

크롬과 니켈 등을 첨가하여 만든 합금 소재입니다.

쇠에 크롬을 섞자, 스테인리스 강 바닥에는 

얇은 산화 피막(부동태 피막)이라고 불리는 것이 발생합니다.

 

이 피막이 모든 매체를 차단하기 위한 소재가 부식하지 않고 

오래 사용하는 내식성이 높은 소재가 되고 있습니다.

또한 이 부동태 피막은 자동적으로 형성되기 때문에 

녹 발생을 막을 수 있습니다.

 

또 부동태 피막이 있기 때문에

도금 처리나 도료 등에 의한 방부 처리 공정을 줄일 수 있는 메리트도 있습니다.

 

스프링용 스테인레스 강의 단점

스프링용 스테인레스 강의 디메리트로서,

철이나 기타 금속과 비교하고 용접이 어려운 소재가 많은 점을 들 수 있습니다.

기본적으로, 오스테 나이트계나 석출 경화형 스테인레스 강은 

탄소강 등과 비교해서 선팽창 계수가 1.5배 가량 높은 열 전도율도 낮습니다.

 

그래서 용접 입열로 스프링 자체가 변형되기 쉬우므로,

용접 가공을 하기 어려운 단점이 있습니다.

또 스프링용 스테인레스 강은 인장력이 강해서 굽힘 가공을 하기 힘듭니다.

 

인장력이 강하다는 것은 가공에 필요한 가압력이 많이 필요합니다.

탄소강 등을 가공하는 설비와 비해서 약 1.5배의 힘을 필요로 하기 때문에

전용 설비가 없으면 가공이 어려울 가능성이 있습니다.

 

 

이번에는 스프링용 스테인레스 강의 종류나 장단점에 대해서 해설했습니다.

 

스프링에 사용되는 스테인리스 강은 다양한 종류가 있고 특징도 다릅니다.

 

그래서 만들고 싶은 제품과 사용 환경에 맞추어

스프링용 스테인레스 강의 소재를 고르셔야 합니다.

 

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