티타늄 합금 스프링은 소형, 경량이며 우수한 내식성 및 내피로성 등의 장점을 갖습니다. 티타늄 합금은 강철보다 전단 탄성률이 높기 때문에 티타늄 스프링에서는 권선 수를 줄일 수 있습니다. 비중이 동일하더라도 사용하는 소재가 적기 때문에 티타늄 합금 스프링은 강철 스프링보다 가볍습니다. 기존 강철 스프링과 비교하여 티타늄 합금 스프링은 30~60% 경량화가 가능하며 높이는 50~80% 줄일 수 있습니다. 이 무게 차이는 작게 보일 수 있지만 레이싱 분야에서는 매우 중요합니다. 경량화는 더욱 우수한 조종성과 빠른 가속 성능으로 이어집니다. 더욱 중요한 점은, 기존 강철 스프링은 시간이 지남에 따라 선형성이 저하되는 반면 티타늄 합금 스프링은 성능 일관성이 일정하게 유지되어 뛰어난 안정감과 사용성을 제공한다는 것입니다. 이러한 이유로 티타늄 스프링의 인기가 점점 높아지고 있습니다.
티타늄의 경량성, 높은 비강도, 강한 내식성으로 인해 티타늄 스프링은 화학 공업, 해양 공학, 자동차 제조 분야에서 널리 사용됩니다. 티타늄 스프링에는 인장형 티타늄 스프링, 압축형 티타늄 스프링, 비틀림형 티타늄 스프링 등 다양한 종류가 있습니다. 티타늄 스프링의 제조 방식은 크게 냉간 권취와 열간 권취로 나뉩니다. 티타늄 스프링의 주 소재는 티타늄 합금 선재이며, 지름 8mm 미만의 선재는 일반적으로 냉간 성형하고 8mm 이상은 열간 성형합니다. 티타늄 스프링의 열처리는 고객 요구에 따라 소둔 및 산세 처리할 수 있습니다. 저희는 일반적으로 고객에게 TC4 티타늄 합금 선재를 추천합니다. 이는 TA1 및 TA2 선재보다 경도가 높고 탄성이 훨씬 우수하기 때문입니다. 하지만 일부 고객은 15333 티타늄 합금 선재를 요청하는데, 이는 현재 티타늄 스프링용 최적 소재이지만 가장 고가이기도 합니다. 절충안으로 TC4 티타늄 선재가 스프링용으로 가장 널리 사용되는 소재입니다.
티타늄 합금 스프링의 품질이 수명을 결정합니다. 스프링 생산 시 소재 내 불순물 함량, 스프링 선재의 표면 품질, 열처리 공정은 티타늄 합금 스프링의 전체 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 현재 티타늄 합금 스프링에는 다음과 같은 문제점이 있습니다.
1. 스프링 제조에 사용되는 선재의 표면 품질이 불량한 점. 선재 표면의 미세 균열, 특히 표면 피트는 균열 발생 지점이 되어 변동하는 작동 응력 하에서 스프링의 피로 파괴를 유발할 수 있습니다.
2. 소재의 불순물 함량 및 열처리 공정의 개선이 필요한 점. 티타늄 합금 표면의 산화 현상 또는 수소 흡수 현상을 규명하고 이를 방지 또는 제거하기 위한 대응 방안을 마련해야 합니다. 표면 산화는 산세, 샌드블라스팅 또는 진공 열처리를 통해 개선할 수 있습니다. 수소 흡수는 사용 중 위험한 수소 유발 지연 파괴를 초래할 수 있습니다. 수소 흡수는 열간 가공 또는 산세 시 발생하며 진공 탈수소 소둔을 통해 제거할 수 있습니다.
티타늄 소재의 보급이 확대됨에 따라 티타늄 제품의 인기도 점점 높아지고 있습니다. 티타늄 스프링은 고탄성, 고강도, 고소성 특성을 가지며 강철 스프링에 비해 우수한 내피로성을 나타냅니다. 티타늄 합금은 비강도가 높고 탄성률이 낮아 이상적인 스프링 소재입니다. 강철 스프링과 비교하여 티타늄 스프링은 경량, 소형, 높은 공진 주파수 등의 장점을 갖습니다. 밀도와 탄성률은 강철의 절반 수준이지만 강도는 거의 동일합니다. 티타늄 합금 스프링은 초기에는 레이싱카와 항공기에 사용되었습니다. 이후 자전거에 대한 요구 사항이 높아지면서 일부 자전거, 특히 다운힐 자전거의 서스펜션에 티타늄 스프링이 사용되기 시작했습니다. 최근 중국 내 다운힐 애호가가 증가함에 따라 티타늄 스프링 시장이 점차 형성되고 있습니다.
