Qu’est-ce que l’acier à ressort ?
L’acier à ressort est un matériau en acier utilisé pour fabriquer différents types de ressorts.
Le matériau peut être fabriqué sous forme de fil, de barre ou de bande. La méthode de fabrication des ressorts peut être classée en deux catégories : le formage à chaud, dans lequel le matériau est formé en forme de ressort puis traité thermiquement, et le formage à froid, dans lequel le matériau est formé en forme de ressort à température ambiante à l’aide d’un matériau traité thermiquement.
La norme est la JIS G4801 en tant que “produits en acier à ressort”. Seuls les matériaux destinés aux ressorts formés à chaud (matériaux n’ayant pas subi de traitement thermique) sont spécifiés dans cette norme, mais les matériaux destinés aux ressorts formés à froid (matériaux ayant subi un traitement thermique) sont également généralement désignés sous le nom d’acier à ressort.
Utilisations de l’acier à ressort
L’acier à ressort est utilisé pour fabriquer différents types de ressorts. Il est utilisé pour fabriquer des ressorts hélicoïdaux de traction, des ressorts hélicoïdaux de compression, des ressorts hélicoïdaux filetés, des barres de torsion, des ressorts à plaques laminées et des ressorts à plaques.
1. Acier à ressort formé à chaud
Les aciers à ressort formés à chaud sont spécifiés par la JIS comme ayant des dimensions standard à partir de Φ9 dans le cas des matériaux en fil, et sont utilisés pour les grands ressorts tels que ceux utilisés dans les suspensions automobiles.
2. Acier à ressort pour formage à froid
Les aciers à ressorts formés à froid sont disponibles en petits diamètres et en feuilles minces et sont largement utilisés dans les produits à ressorts pour l’équipement de précision, les machines industrielles, les jouets et l’usage domestique général.
Types d’acier à ressort
1. Acier à ressort formé à chaud
Des matériaux à haute résistance sont utilisés pour les aciers à ressort. Neuf types de matériaux pour les ressorts formés à chaud sont spécifiés dans la norme JISG4801:2021 en tant que “matériaux d’acier à ressort (SUP)”. La résistance de ces matériaux n’est pas ajustée avant qu’ils ne soient transformés en ressorts. Le matériau est chauffé à une température comprise entre 900°C et 1 200°C jusqu’à ce qu’il devienne rouge vif, puis il est coupé à la longueur requise et enroulé en forme.
La trempe et le revenu sont ensuite effectués pour obtenir les propriétés du ressort. Les ressorts formés à chaud sont de grande taille, mais ils peuvent être traités avec peu de force grâce à ce procédé. Toutefois, un contrôle strict de la température est nécessaire.
2. Aciers à ressorts pour formage à froid
Les aciers à ressort formés à froid sont par exemple le fil d’acier dur (SW), la corde à piano (SWP) et l’acier inoxydable (SUS). Ces matériaux pour ressorts formés à froid sont déjà traités thermiquement en tant que matières premières et possèdent des propriétés de ressort.
Le formage des ressorts est effectué à température ambiante, suivi d’un recuit. Par rapport au formage à chaud, la force requise pendant le traitement est plus élevée, ce qui le rend adapté au traitement de petits ressorts. Il est possible de traiter les ressorts de manière stable, et la plupart des ressorts que nous voyons habituellement sont des ressorts formés à froid.
Structure de l’acier à ressort
L’acier inoxydable, l’acier allié et l’acier à haute teneur en carbone sont utilisés comme matériaux pour l’acier à ressort. L’acier à ressort peut être divisé en deux types de formes : le fil long et fin et la plaque plate.
1. Fil machine
La forme du fil machine ou de la barre est longue et fine. Les exemples typiques de fil machine d’acier à ressort pour le formage à froid sont le fil d’acier dur et la corde à piano. Tous deux sont produits par tréfilage à travers les trous d’une matrice, ce qui réduit leur diamètre. Contrairement aux matériaux filaires tels que le fil de fer, la composition du fil d’acier dur est riche en carbone. Le fil d’acier dur peut être utilisé pour des articles courants tels que les lits et les chaises.
2. Plaques
Les plaques sont plates. L’acier à ressort utilisé pour les ressorts à plaques minces est appelé feuillard d’acier. Comme la corde à piano, il peut être fabriqué par laminage. Il existe des types qui sont utilisés directement pour le formage des ressorts après le laminage à froid, des types qui sont recuits après le laminage et des types qui sont trempés et revenus après le laminage.
Comment choisir l’acier à ressort ?
L’utilisation de l’acier à ressort dépend du type de matériau de l’acier. Par exemple, l’acier au manganèse-chrome et l’acier au silicium-manganèse peuvent être utilisés pour les ressorts à boudin, les ressorts à plaques superposées et les barres de torsion. Les aciers au chrome-vanadium sont principalement utilisés pour les ressorts hélicoïdaux et les barres de torsion, tandis que les aciers au silicium-chrome sont principalement utilisés pour les ressorts hélicoïdaux.
Les produits en acier au chrome-molybdène sont utilisés pour les grands ressorts hélicoïdaux et les ressorts à plaques, tandis que les produits en acier au manganèse-chrome-bore sont utilisés pour les grands ressorts hélicoïdaux, les ressorts à plaques et les barres de torsion.