弹簧钢的概念:弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性,而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力,(德荣)即在规定的范围之内,弹性变形的能力使其承受一定的载荷,在载荷去除之后不出现 变形。

弹簧钢的特点:弹簧主要在动载荷下工作,即在冲击、振动的条件下或交变应力作用下工作,利用弹性变形来吸收冲击能量,起缓冲作用。(德荣) 弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用,所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。

弹簧钢的特性:弹簧钢应具有优良的综合性能,如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能,又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。为了满足上述性能要求,-德荣.弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、 的外形和尺寸。

 德荣金属在工艺上要求弹簧钢应具有较好的淬透性和低的过热、脱碳敏感性。降低弹簧表面粗糙度能提高疲劳寿命。(德荣)为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢即含碳量WC在0.6%-0.9%范围内,由于碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过1.-15mm的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧必须采用合金弹簧钢,合金弹簧钢含碳量在0.45-0.75%之间,加入的合金元素有Mn,Si,W,V,Mo等,它们的作用是提高淬透性和回为稳定性,强化铁素体和细化颗粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr、W、Mo还能提高钢的高温强度。(德荣)近年来,结合我国资源,并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求,研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧质量。

弹簧钢精度高、韧性好、耐磨性好、质量稳定。

1.碳素弹簧钢(即非合金弹簧钢)其价格便宜但淬透性较差,适合于截面尺寸较小的非重要弹簧,其中以SK5 常用。碳素弹簧钢的碳含量(质量分数)一般在0.62%~0.90%。按照其锰含量又分为一般锰含量(质量分数)(0.50%~0.80%)如65、70、85和较高锰含量(质量分数)(0.90~1.20%),如65Mn两类。{德荣}

2.合金弹簧钢

    根据主加合金元素种类不同可分为两大类:Si-Mn系弹簧钢和Cr系弹簧钢。前者淬透性较碳钢高,价格不很昂贵,故应用 广,主要用于截面尺寸不大于25mm的各类弹簧,60Si2Mn是其典型代表;后者的淬透性较好,综合力学性能高,弹簧表面不易脱碳,但价格相对较高,一般用于截面尺寸较大的重要弹簧,50CrVA是其典型代表。合金弹簧钢是在碳素钢的基础上,通过适当加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能,以满足制造各种弹簧所需性能的钢。 合金弹簧钢的基本组成系列有,硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上,有一些牌号为了提高其某些方面的性能而加入了钼、钒或硼等合金元素。- 此外,德荣还从其他钢类,如优质碳素结构钢、碳素工具钢、高速工具钢、不锈钢,选择一些牌号作为弹簧用钢。弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性,而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力,即在规定的范围之内,弹性变形的能力使其承受一定的载荷,在载荷去除之后不出现 变形.{德荣 }

 弹簧钢具有很高的硬度和强度,较好的淬透性,热处理时有过热敏感性和回火脆性。用于制造小尺寸的螺旋弹簧、板簧、各种扁圆弹簧、弹簧环和弹簧片。

钢带产品适用于减振器阀片、离合器膜片弹簧、冷气压缩机阀片、针织机配件、沉降片、哈负片、织针、生克片、各种印刷刮刀、环形带刀等、五金冲压弹片,弹簧、发条、拉伸件,反弹簧高质量要求产品。

弹簧淬火时常见的缺陷及防止措施:        

  (1)脱碳(降低使用寿命)--1、采用盐浴炉或拄制气氛加热炉加热。2、采用快速加热工艺。

   (2)淬火后硬度不足,非马氏体数量较多,心部出现铁素体(产生和残存变形,降低使用寿命)--1、选用淬透性较好的材料。2、改善淬火冷却剂的冷却能力。3、弹簧进入冷却剂的温度应控制在Ar3以上。4、适当提高淬火加热温度。

   (3)过热(脆性增加)--1、严格控制成型及淬火加热温度。2、加强淬火时的金相检验。

   (4)开裂(脆性增加,严重降低使用寿命)--1、控制淬火加热温度。2、淬火时冷到250-300C时,取出空冷。3、及时回火。

提高弹簧质量的措施:                 

   (1)形变热处理--将钢的变形强化与热处理强化两者结合起来,以进一步提高钢的强度和韧性。形变热处理有高、中、低温之分。高温形变热处理是在奥氏体状态下产生形变后立即淬火,也可与锻造或热轧结合起来,即热成型后立即淬火。形变热处理己应用于汽车板簧生产中。

   (2)弹簧的等温淬火--对于直径较小或透透性足够的弹簧可采用等温淬火,它不仅能减少变形,而且还能提高强韧性,在等温淬火后 好再进行一次回火,可提高弹性极限,回火温度与等温淬火温度相同。

  (3)弹簧的松弛处理--弹簧长时间在外力作用下工作,由于应力松弛的结果会产生微量的 (塑性)变形,特别是高温工作的弹簧,在高温下应力松弛现象更为严重,使弹簧的精度降低,这对于一般精密弹簧是不允许的。因此,这类弹簧在淬火,回火后应进行松弛处理--对弹簧预先加载荷,使其变形量超过弹簧工作时可能产生的变形量。然后在高于工作温度20C的条件下加热,保温8-24h。

  (4)低温碳氮共渗--采用回火与低温碳氮共渗(软氮化)相结合的工艺,能显著提高弹簧的疲劳寿命及耐蚀性,此工艺多用于卷簧。

  (5)喷丸处理--划痕、折叠、氧化脱碳等表面缺陷往往会成为弹簧工作时应力集中的地方和疲劳断裂源。若用细小的钢丸高速喷打弹簧表面,不仅改善弹簧表面质量,提高表面强度,并使表面处于压应力状态,从而提高弹簧疲劳强度和使用寿命。

操作注意事项:                        

   (1)热处理前检查表面是否有脱碳、裂纹等缺陷。这些表面缺陷将严重地降低弹簧的疲劳极限。

   (2)淬火加热应特别注意防止过热和脱碳,做好盐浴脱氧,控制炉气气氛,严格控制加热温度与时间。

   (3)为减少变形,弹簧在加热时的装炉方式,夹具形式和冷却时淬入冷却方法。

   (4)淬火后要尽快回火,加热要尽量均勺。回火后快冷能防止回火脆性和造成表面压应力,提高疲劳强度。

质量检查:                               

热处理前:

   (1)钢材的轧制表面往往就是制成弹簧后的表面,故不应有裂纹、折叠、斑疤、发纹、气泡、夹层和压入的氧化皮等。

   (2)表面脱碳会显著降什弹簧的疲劳强度,应按规定检验脱碳层的深度。

热处理后:

   (1)肉眼或低倍放大镜观察弹簧表的不应有裂纹、腐蚀麻点和严重的淬火变形。

   (2)硬度及其均匀性符合规定。大量生产时,允许用锉刀抽检硬度,但必须注意锉痕位置应不影响弹簧的 后精度。

   (3)金相组织应是托氏体或托氏体和索氏体的混合组织。

   (4)板簧装配后,通常还要进行工作载荷下的 变形以及静载挠度试验。

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