420铬不锈钢卷制弹性圆柱销的优势

作者 Michael Pasko, 应用工程师

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SPIROL于1948年发明了卷制弹性圆柱销。卷制圆柱销在汽车、医疗、重型设备、军事、航空航天以及消费品等众多行业中有着广泛的应用。在要求高强度、卓越的疲劳寿命及耐腐蚀性的应用场景中，420马氏体铬不锈钢具有多种技术优势，这些优势使得其成为了一种全面而经济高效的解决方案。

强度

SPIROL 420铬不锈钢卷制弹性圆柱销经过硬化处理，其强度可与高碳钢相当，且与高碳钢最小剪切强度相同。硬化处理使得所需的弹性属性和抗疲劳性能均得到提升。420铬不锈钢卷制圆柱销还具有良好的耐腐蚀性，能够有效抵御大多数常见大气环境和工作条件下的腐蚀影响，且相较于302/304奥氏体不锈钢，不易发生快速加工硬化现象。在大多数情况下，若考虑到与主体材料之间的电偶腐蚀，可以将420铬不锈钢卷制弹性圆柱销作为高碳钢销的直接替代品使用。

为了满足特定应用需求，卷制弹性圆柱销提供轻型、标准型和重型等多种规格可供选择。

耐腐蚀性

当需要具备耐腐蚀性的弹性圆柱销时，有两种常见选择：

配备保护涂层或带电镀层的碳钢；
具有内在耐腐蚀性的不锈钢合金。

虽然电镀层和涂层表现出优异的性能，但会随着时间推移会被逐渐消耗；相比之下，只要环境中存在游离氧气（游离氧气有助
于紧固件表面的保护性氧化铬层在受损后得以重新形成），不锈钢就能提供终身保护。对于电镀层或涂层零件而言，一旦电镀层或涂层耗尽，裸露在外的碳钢就会失去保护，迅速被腐蚀。

420马氏体铬不锈钢在包括但不限于以下环境条件下，都展现出
良好的耐腐蚀性：

正常的大气和湿度环境；
蒸汽环境；
清水环境；
酒精环境；
氨环境；
碱性环境；
中等酸性环境（例如碳酸）
石油产品，如汽油、石油、原油等；
温和的清洁剂和消毒液。

尽管302/304奥氏体不锈钢卷制圆柱销提供了优秀的耐腐蚀保护，但如果销钉需承受动载荷，或者要求其强度和抗疲劳性能至少要与高碳钢相当，则此材料并非合适的选择。相反，420马氏体铬不锈钢则提供了卓越的强度和抗疲劳性能组合，且具有内在的耐腐蚀性。

chinese cldp graph coated steel compared w stainless steel

该图表展示了随时间变化，镀层钢与不锈钢在耐腐蚀性方面的对比效果。

疲劳寿命

420铬不锈钢拥有较长的疲劳寿命，这一点非常重要，因为在许多应用中，卷制弹性圆柱销通常用作动态元件。卷制弹性圆柱销的独特之处在于，安装后，其弹性有助于吸收振动并减轻冲击载荷，从而保护主机孔和组件。为了进行比较，选取用相同尺寸的材料生产的同类型（即材料厚度）卷制圆柱销，在三种标准材料中进行测试：

MBK – 标准型，高碳钢，普通表面处理

MCK – 标准型，420铬不锈钢，普通表面处理

MDK – 标准型，300系列奥氏体不锈钢，普通表面处理

chinese cldp graph fatigue life for coiled pin materials

数据仅用于比较目的。本测试中的条件并不作为任何实际应用中的性能基准，因为不同的载荷、主体材料、孔径大小以及剪切面质量/间隙等因素都会对性能产生影响。

结果趋势线显示，在以递增比例的最小双剪切强度进行测试时，420铬不锈钢表现出了优越的疲劳性能。

精密金属

对于要求高强度、适度耐腐蚀性及卓越疲劳寿命的应用，由420铬不锈钢制造的卷制弹性圆柱销是理想的材料选择。其他优势还包括：

在性能应用中展现出色的性价比
高耐磨性
在适度升高的温度下具有良好的抗拉强度和蠕变强度
抗氧化和抗侵蚀
相较于高碳钢，组件更洁净
相较于带涂层碳钢产品，减少了混合物和杂质的可能性