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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,或在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。
由于弹簧经常承受振动和长期在享变应力作用下工作,主要是疲劳破坏,故弹簧钢必须具有高的弹性极限和高疲劳极限。此外,还应有足够的韧性和塑性,以防止在冲击力作用下突然脆断。
在工艺性论方面,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。
为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9％之间,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10-15mm的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75％之间,加入的合金元素有Mn ,Si ,W ,V ,Mo等。它们的主要作用是提高淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,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。
在热状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以上)
在冷状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以下)
热成型弹簧的热处理工艺--用这种方法成型弹簧多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧则大多数是在热成型后再进行热处理。这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组织为回火托氏体。这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。
冷成型弹簧的热处理工艺--对于用冷轧钢板、钢带或冷拉钢丝制成的弹簧,由于冷塑性变形使材料强化,己达到弹簧所要求的性能。故弹簧成型后只需在250C左右范围内,保温30min左右的去应力处理,以消除冷成型弹簧的门应力,并使弹簧定型即可。
耐热弹簧钢的热处理--内燃机的气阀弹簧是在较高温度下工作,有的还存在腐蚀性气氛,因此必须选用特殊的弹簧钢和合适的热处理规范。
1热成型弹簧的热处理
直径或板厚大于10-15mm的大型弹簧件，多用热轧盘条拉拔的钢丝或钢板制成。
加工及热处理为：先把弹簧钢丝加热到高于正常淬火温度50-80℃的条件下热卷成型，然后淬火+中温回火，获得弹性极限和疲劳强度**的回火索氏体。弹簧钢淬火加热应选用少氧或无氧化的设备如盐浴炉、保护气氛炉等，防止氧化脱碳。
弹簧钢热处理后还要进行喷丸处理，强化表面，产生残余压应力，提高疲劳强度。
热轧弹簧钢采用的工艺流程为：扁钢剪断——>加热压弯成形后余热淬火+中温回火+喷丸——>包装。
2冷成型弹簧的热处理
直径小于8mm的弹簧件，常用冷拔钢丝冷卷成形。冷拉钢丝制造工艺及后续热处理，主要是以下三类：
1）铅浴处理冷拉钢丝
先将钢丝连续拉拔三次，总变形量达到50%，接着加热到Ac3以上温度使其奥氏体化，随后在450-550℃的铅浴中等温处理，奥氏体转化为索氏体组织。屈服强度为1600Mpa,冷卷成形后，在200-300℃退火消除应力即可。
2）油淬火回火钢丝
钢丝拉拔到处理尺寸后，进行油淬火回火。这类钢丝的强度不如铅浴处理的钢丝，但性能均匀一致，成本较低。冷卷成形后，进行去应力处理。
3）退火状态钢丝
将钢丝拉拔到规定尺寸，再进行退火处理。软化后的钢丝冷卷成形后，需经过淬火+中温回火后才能获得所需的力学性能。
国产弹簧钢:50 55 65 75 85 72A 65Mn 55si2mn 60Si2Mn 60Si2MnA 60Si2CrA 55CrMnA 50CrVA 60CrMnBA 30W4Cr2VA 55SiMnVB
60Si2CrA 65Si2CrVA 50CRVA 50CRMNT8A T10A
美国进口弹簧钢:10641065 1074 1084 55 9260 6150 1059 1074 1075 1080 1078 1085 1090 1069 1053 6150 ASTM9260 5160 1566 9254 5155 1065 1066
JIS420J2440 440C
日本进口弹簧钢:SUP3 SUP6 SUP7 SUP9 SUP10 SUP13 JIS420 SUP11A SUP12 SWRH62A SWRH67A SWRH72A SWRH82A SWRH82B SWRH67B SWRH62B SWRS67A SWRS72A SWRS77B SWRS80A
JIS420J2 SUS201 SUS303 SUS304 SUS316 SUS310
SUS430 SUS410 SUS420 SUS440 SUS630 SUS631 SK5 SK7 SK4 SK3 SK95 SK85 SK2 SK8 SK9 SK3
德国进口弹簧钢:1.0610 1.0611 1.0612 1.0613
56SiCr7 61SiCr7 60SiCrV7 60CrMo3-2 60CrMo3-3 51CrV4 60Cr3 CK65 1.1235 1.0904 55Cr3 1.7176 1.7177 52MnCrB3 1.7138 1.8159 50CrV4 60SiMn5 55Si7 1.5029 1.50261.1274 1.8152 1.7176
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