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聯系方式: 單位:東莞鑫福鴻金屬材料有限公司 電話:0769-38805090 手機:13798713034 QQ:1204585301 聯系人:夏惟溪 郵箱:HWNXFH@163.com 彈簧通常在交變應力作用下長期工作,因此要有很高的疲勞極限,以及良好的抗蠕變和抗松弛性能。 在特定環境中使用的彈簧,對鋼絲還會有一些特殊要求,例如:在腐蝕介質中使用的彈簧,必須有良好的抗腐蝕性能。精密儀器中使用的彈簧,應具有長期穩定性和靈敏性,溫度系數要低,品質因素要高,后效作用要小,彈性模量要恒定。在高溫條件下工作的彈簧,要求在高溫時仍能保持足夠的彈性極限和良好的抗蠕變性能等。 此外,還應考慮彈簧鋼絲的成形工藝和熱處理工藝。冷拉彈簧鋼絲和油淬火回火彈簧鋼絲都以供貨狀態鋼絲直接繞制彈簧,彈簧成形后經消除應力處理直接使用。冷拉彈簧鋼絲的抗拉強度要略高于油淬火回火鋼絲。大規格冷拉鋼絲彈力太大,繞制彈簧很困難,所以冷拉彈簧鋼絲使用規格一般小于8.0mm,油淬火回火鋼絲使用規格一般小于13.0mm。實際上直徑13.0mm彈簧多選用輕拉狀態彈簧鋼絲,冷拉繞制成形后再淬回火使用。直徑15.0mm以上鋼絲大多采用加熱繞制工藝制簧。 彈簧根據運行狀態可分為靜態簧和動態簧。靜態彈簧指服役期振動次數有限的彈簧,如安全閥彈簧,彈簧墊,秤盤彈簧,定載荷彈簧,機械彈簧,手表游絲等。動態彈簧指服役期振動次數達1×106次以上的彈簧,如發動機閥門彈簧,車輛懸掛簧,防震彈簧,聯軸器彈簧,電梯緩沖彈簧等。靜態彈簧選材時主要考慮抗拉強度和穩定性,動態彈簧選材時主要考慮疲勞,松弛及共振性能。 彈簧根據負荷狀況可分為輕載荷、一般載荷和重載荷三種狀態。輕載荷指承受靜態應力,應力較低,變形量較小的彈簧,如安全裝置用彈簧,吸收振動用彈簧等。設計使用壽命103~104次。 一般載荷指設計壽命105~106次,在振動頻率300次/min條件下使用的普通彈簧。在許用應力范圍內,壽命保證1×106次,載荷應力越低,壽命越長。 重載荷指長時間工作、振動頻繁的彈簧。如閥門彈簧,空氣錘、壓力機、液壓控制器彈簧,其載荷較高,常常在低于許用應力10%左右使用,使用壽命大于1×106次,通常為107次。 彈簧選材的原則是:首先滿足功能要求,其次是強度要求,最后才考慮經濟性。 碳素彈簧鋼是彈簧鋼中用途廣泛,用量最大的鋼類。鋼中含0.60%~0.90%的碳和0.3%~1.20%的錳,不再添加其它合金元素,使用成本相對較低。碳素彈簧鋼絲經適當的加工或熱處理,可以獲得很高的抗拉強度,足夠的韌性和良好的疲勞壽命。但碳素鋼絲的淬透性低,抗松弛性能和耐蝕性能差,彈性模量的溫度系數較大(高達300×10-6/℃),適用于制造截面較小,工作溫度較低(120℃>)的彈簧。 合金彈簧鋼一般含0.45%~0.70%的碳和一定量的Si,Mn,Cr,V,W及B等合金元素。合金元素的加入改善彈簧鋼的抗松弛性能,提高鋼的韌性,同時顯著提高鋼的淬透性和使用溫度,適用于制造較大截面,較高溫度下使用的彈簧。 彈簧依靠彈性變形吸收沖擊能量,所以彈簧鋼絲不一定要有很高的塑性,但起碼要有能承受彈簧成型的塑性,以及足夠的能承受沖擊能量的韌性。 彈簧通常在交變應力作用下長期工作,因此要有很高的疲勞極限,以及良好的抗蠕變和抗松弛性能。 在特定環境中使用的彈簧,對鋼絲還會有一些特殊要求,例如:在腐蝕介質中使用的彈簧,必須有良好的抗腐蝕性能。精密儀器中使用的彈簧,應具有長期穩定性和靈敏性,溫度系數要低,品質因素要高,后效作用要小,彈性模量要恒定。在高溫條件下工作的彈簧,要求在高溫時仍能保持足夠的彈性極限和良好的抗蠕變性能等。 此外,還應考慮彈簧鋼絲的成形工藝和熱處理工藝。冷拉彈簧鋼絲和油淬火回火彈簧鋼絲都以供貨狀態鋼絲直接繞制彈簧,彈簧成形后經消除應力處理直接使用。冷拉彈簧鋼絲的抗拉強度要略高于油淬火回火鋼絲。大規格冷拉鋼絲彈力太大,繞制彈簧很困難,所以冷拉彈簧鋼絲使用規格一般小于8.0mm,油淬火回火鋼絲使用規格一般小于13.0mm。實際上直徑13.0mm彈簧多選用輕拉狀態彈簧鋼絲,冷拉繞制成形后再淬回火使用。直徑15.0mm以上鋼絲大多采用加熱繞制工藝制簧。 彈簧根據運行狀態可分為靜態簧和動態簧。靜態彈簧指服役期振動次數有限的彈簧,如安全閥彈簧,彈簧墊,秤盤彈簧,定載荷彈簧,機械彈簧,手表游絲等。動態彈簧指服役期振動次數達1×106次以上的彈簧,如發動機閥門彈簧,車輛懸掛簧,防震彈簧,聯軸器彈簧,電梯緩沖彈簧等。靜態彈簧選材時主要考慮抗拉強度和穩定性,動態彈簧選材時主要考慮疲勞,松弛及共振性能。 彈簧根據負荷狀況可分為輕載荷、一般載荷和重載荷三種狀態。輕載荷指承受靜態應力,應力較低,變形量較小的彈簧,如安全裝置用彈簧,吸收振動用彈簧等。設計使用壽命103~104次。 彈簧鋼是專門用來制造各種彈簧和彈性元件或類似性能要求的結構零件的主要材料。1.性能要求①高的彈性極限σe和屈強比σs/σb,以保證優良的彈性性能,即吸收大量的彈性能而不產生塑性變形;②高的疲勞極限,疲勞是彈簧的最主要破壞形式之一,疲勞性能除與鋼的成分結構有關以外,還主要地受鋼的冶金質量(如非金屬夾雜物)和彈簧表面質量(如脫碳)的影響;③足夠的塑性和韌性,以防止沖擊斷裂;④其它性能,如良好的熱處理和塑性加工性能,特殊條件下工作的耐熱性或耐蝕性要求等。 2.成分特點鋼中碳與合金元素的含量及作用為:(1)中、高碳一般地,碳素彈簧鋼wc=0.6%~0.9%,合金彈簧鋼wc=0.45%~0.70%,經淬火加中溫回火后得到回火托氏體組織,能較好地保證彈簧的性能要求。(2)合金元素普通用途的合金彈簧鋼一般是低合金鋼。主加元素為Si、Mn、Cr等,其主要作用是提高淬透性、固溶強化基體并提高回火穩定性;輔加元素為Mo、W、V等強碳化物形成元素,主要作用有防止Si引起的脫碳缺陷、Mn引起的過熱缺陷并提高回火穩定性及耐熱性等。 3.常用彈簧鋼表12-10為我國常用彈簧鋼的牌號、性能特點和主要用途,其成分、熱處理工藝和力學性能可參照有關國家標準(如GB1222-1984)。表12-10常用主要彈簧鋼的牌號性能特點與用途種類鋼號性能特點產要用途碳素彈簧鋼普通Mn量65硬度、強度、屈強比高,但淬透性差,耐熱性不好,承受動載和疲勞載荷的能力低價格低廉,多應用于工作溫度不高的小型彈簧<12mm 或不重要的較大彈簧7085較高Mn量65Mn淬透性、綜合力學性能優于碳鋼,但對過熱比較敏感價格較低,用量很大,制造各種小截面 <15mm 的扁簧、發條、減震器與離合器簧片,剎車軸等合金彈簧鋼Si-Mn系55Si2Mn強度高、彈性好,抗回火穩定性佳;但易脫碳和石墨化。含B鋼淬透性明顯提高主要的彈簧鋼類,用途很廣,可制造各種中等截面<25mm 的重要彈簧,如汽車、拖拉機板簧、螺旋彈簧等60Si2Mn55Si2MnB55SiMnVBCr系50CrVA淬透性優良、回火穩定性高、脫碳與石墨化傾向低;綜合力學性能佳,有一定的耐蝕性,含V、Mo、W等元素的彈簧具有一定的耐高溫性;由于均為高級優質鋼,故疲勞性能進一步改善用于制造載荷大的重型大型尺寸(50~60mm)的重要彈簧,如發動機閥門彈簧、常規武器取彈鉤彈簧、破碎機彈簧;耐熱彈簧,如鍋爐安全閥彈簧、噴油嘴彈簧、氣缸脹圈等60CrMnA60CrMnBA60CrMnMoA60Si2CrA60Si2CrVA1)碳素彈簧鋼(即非合金彈簧鋼)其價格便宜但淬透性較差,適合于截面尺寸較小的非重要彈簧,其中以65、65Mn最常用。2)合金彈簧鋼根據主加合金元素種類不同可分為兩大類:Si-Mn系彈簧鋼和Cr系彈簧鋼。前者淬透性較碳鋼高,價格不很昂貴,故應用最廣,主要用于截面尺寸不大于25mm的各類彈簧,60Si2Mn是其典型代表;后者的淬透性較好,綜合力學性能高,彈簧表面不易脫碳,但價格相對較高,一般用于截面尺寸較大的重要彈簧,50CrVA是其典型代表。 4.熱處理特點彈簧鋼的熱處理取決于彈簧的加工成形方法,一般可分為熱成形彈簧和冷成形彈簧兩大類:1)熱成形彈簧對截面尺寸>10mm各種大型和形狀復雜的彈簧均采用熱成形(如熱軋、熱卷),如汽車、拖拉機、火車的板簧和螺旋彈簧。其簡明加工路線為:扁鋼或圓鋼下料→ 加熱壓彎或卷繞 → 淬火中溫回火 → 表面噴丸處理,使用狀態組織為回火托氏體。噴丸可強化表面并提高彈簧表面質量,顯著改善疲勞性能。2)冷成形彈簧截面尺寸<10mm的各種小型彈簧可采用冷成形(如冷卷、冷軋),如儀表中的螺旋彈簧、發條及彈簧片等。這類彈簧在成形前先進行冷拉(冷軋)、淬火中溫回火或鉛浴等溫淬火后冷拉(軋)強化;然后再進行冷成形加工,此過程中將進一步強化金屬,但也產生了較大的內應力和脆性,故在其后應進行低溫去應力退火(一般200~400℃)。
向掌柜 夏惟溪 提問: