스프링과 스프링강(Spring Steel)의 열처리 방법

스프링은 단지 ‘단단함’만이 아니라 높은 탄성한계가 필요합니다. 압축·인장 후 완전히 원형으로 복귀하고, 수백만 회 반복에도 피로하지 않으며 영구 변형(세팅)이 생기지 않아야 합니다.

나사처럼 너무 단단하게 하면 취성으로 부러지고, 너무 무르면 세팅되어 복원되지 않습니다. 핵심은 경도와 탄성의 균형을 찾는 것입니다.

그래서 스프링강과 스프링 열처리 공정은 전용으로 설계되며, 일반 나사·너트·볼트와 다릅니다.

스프링강은 고탄소이며 피로에 강한 합금 원소를 함유하는 경우가 많습니다.

• SUP9 / SUP10(Cr / Cr-V 계열) — JIS 표준 스프링강. 코일 스프링·판 스프링용으로 피로 수명이 우수.
• SUP6 / SUP7(Si-Mn) — 중하중·고부하 스프링.
• SK5 / SK85(탄소강) — 판 스프링, 클립, 스프링 와셔.
• 65Mn — 경제적이고 널리 쓰이는 스프링강.
• 오일 템퍼선 / 피아노선 — 제강소에서 이미 경화된 상태로 공급. 성형 후 응력 제거만 필요.

스프링 가공은 소재에 따라 두 경로로 나뉩니다.

• 경로 1 — 연질 상태로 성형 후 경화: 소둔 상태로 성형한 SUP·SK5·65Mn에 사용하며, 담금질(오스테나이트화 → 급랭) 후 템퍼링하여 필요한 탄성을 얻습니다.
• 경로 2 — 예비경화선 성형 후 응력 제거: 오일 템퍼선·피아노선은 이미 단단하므로 코일링 후 약 230–400°C에서 응력 제거만 하여 형상을 유지하고 성형 응력을 제거합니다.

경로는 소재와 스프링 설계에 따라 정해지므로, 선재 강종과 성형 방식을 알려주시면 올바른 공정을 설정합니다.

완전 경화된 스프링의 템퍼링은 보통 350–450°C 정도로 일반 내마모 부품보다 높습니다. 목표가 최고 경도가 아니라 최대 탄성한계이기 때문입니다.

너무 낮게 템퍼링 → 단단하지만 취성으로 파손 위험. 너무 높게 → 인성은 늘지만 세팅됨(복원 상실). 둘 다 규격 미달이 됩니다.

스프링의 일반적인 사용 경도는 종류·용도에 따라 약 42–52 HRC입니다.

스프링 조기 파손의 가장 흔한 원인은 탈탄입니다. 가열 시 노 분위기가 제어되지 않으면 표면의 탄소가 빠져 연화되고 표면에 균열 기점이 생깁니다. 심부가 건전해도 스프링은 조기에 피로 파단됩니다.

따라서 스프링은 탈탄을 막는 분위기 제어 노에서 열처리해야 합니다.

그 밖의 핵심: 피로 기점이 되는 깊은 흠이 없는 매끈한 표면, 그리고 도면의 스프링 상수·하중을 충족하도록 변형 제어.

V.S. Heat Treatment는 분위기 제어 노에서 스프링과 스프링강 부품을 대량 처리합니다.

• 스프링강(SUP/SK5/65Mn)의 담금질＋템퍼링을 도면의 경도·탄성에 맞춰 수행.
• 오일 템퍼선／피아노선으로 성형한 스프링의 응력 제거.
• 탈탄을 막는 분위기 제어와 함께 모든 로트에 경도 측정·시험 성적서 제공.

스프링 도면, 재료 강종, 목표 경도/하중을 보내주시면 24영업시간 이내에 최적 공정과 견적을 제안합니다.