五金(jīn)彈簧"彈簧鋼絲"材料特性介紹
彈簧鋼絲是用于做彈簧(huáng)(SPRING)或鋼絲型件(WIRE FORM)的(de)一種鋼絲.按(àn)照彈簧(huáng)用(yòng)途的不(bú)同,做彈簧所需的彈簧鋼絲都(dōu)多種類型,如要求較(jiào)低的做床墊彈簧的彈簧鋼絲(簡稱床墊鋼絲)、做減(jiǎn)震器的彈簧鋼絲、做(zuò)懸挂簧的(de)彈(dàn)簧鋼絲(sī)、做發動(dòng)機(jī)氣門的彈簧鋼絲及做相機快門的彈簧鋼絲等(děng)等,雖然沒有統一的标準分類名稱,這些鋼(gāng)絲的品質要求是不同.彈簧鋼絲也可以按制造(zào)工藝分類,如生拉彈(dàn)簧鋼絲(拉拔前不經過鉛浴淬火處理)、鉛淬火彈簧鋼絲、鍍鋅彈簧鋼絲、油淬火彈簧鋼絲等.
彈簧鋼絲的使用特性和用途
彈簧在彈性範圍(wéi)内使(shǐ)用,卸載後(hòu)應回複到原來(lái)位置,希望塑性變形越小越好,因此鋼絲(sī)應具有高的彈性極限,屈服強度和抗拉強度.屈強比(bǐ)越(yuè)高,彈性極限就越(yuè)接近抗拉強(qiáng)度,因而越能提(tí)高強(qiáng)度利用率,制成的彈簧(huáng)彈力越強.
彈(dàn)簧通常在交(jiāo)變(biàn)應力作用下長期工作,因此(cǐ)要(yào)有很高的疲勞極限,以及良好的抗(kàng)蠕變(biàn)和抗松弛(chí)性能.
在特定環境中使用的彈簧(huáng),對鋼絲還會有一些特殊要求(qiú),例如:在腐蝕介質(zhì)中使用的彈簧,必須有良好的抗腐蝕性能.精密儀(yí)器中使用的彈簧,應(yīng)具有長期穩定性和靈敏性,溫度系數(shù)要低,品(pǐn)質因素(sù)要高,後(hòu)效作用要小,彈性模量要恒定.在高溫條(tiáo)件下工作的彈簧,要求在高溫時仍能保(bǎo)持(chí)足夠的彈性(xìng)極限和良好的抗蠕變性能等.
彈簧依靠彈性變形吸收沖擊能量,所以彈簧鋼絲不一(yī)定要有很高的塑性,但(dàn)起碼要有能承受彈簧成型的塑性,以(yǐ)及足夠的能承受沖擊能量的韌性.
此外,還應考慮彈簧鋼絲的成形工藝和熱處(chù)理工藝.冷(lěng)拉彈簧鋼(gāng)絲(sī)和油淬火回火彈簧鋼絲都以供貨狀态鋼絲直接繞制彈簧,彈簧成形後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(yú)油淬火回火鋼絲.大規格冷拉鋼絲(sī)彈(dàn)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(yú)13.0mm.實際上直徑13.0mm彈簧多選用輕拉狀态彈簧鋼絲,冷拉繞制(zhì)成形後再淬回火使用.直徑15.0mm以上鋼絲大多采用加熱繞制工藝制簧.
簡介
SPRING WIRE
彈(dàn)簧鋼(gāng)絲的強度按品種、标準和(hé)規格的(de)不(bú)同,抗拉強度等級可在1000-3000兆帕範圍.
圓形彈簧鋼絲的(de)直徑範圍在0.08-20毫米.
彈(dàn)簧鋼絲的截面形狀一般為圓形(xíng),也有長方、方、卵形等形狀,成品鋼絲一般是一(yī)卷卷交付(fù),也有按直條交付的情況.
生産方法
不同類(lèi)型的彈簧鋼絲有不同(tóng)的生産方法(fǎ),共同(tóng)特點都是需要一定(dìng)的強度(dù)、高(gāo)韌性和良好的卷簧性能(néng).
常用各種彈簧鋼絲的工藝制作方法如下:
生(shēng)拉彈簧鋼(gāng)絲工藝流程:(鋼)盤條--表面處理-- 拉絲(床墊鋼(gāng)絲可用此法)
鉛淬(cuì)火彈簧鋼絲:在盤條尺寸或冷拔的中間(jiān)規格進行鉛浴淬火,然後(hòu)再進行表面處理和拉絲.
鍍鋅彈簧(huáng)鋼絲:通常在成品尺寸進行熱鍍或電鍍,也有采用(yòng)盤條酸洗(xǐ)熱鍍後冷拔(bá)到(dào)規定尺寸的.
表面處理:一般采用酸(suān)洗磷化,去除氧化鐵皮,形成磷化膜;也有少數采用機械方法處理.目的都是滿足冷拔拉(lā)絲工序的要求(qiú),獲(huò)得光潔的表面.對于要求(qiú)高疲勞壽命的彈簧鋼絲,如氣門彈簧(huáng)鋼絲,應對盤(pán)條進行扒皮處理,減少表層缺陷,如果鋼廠能在鋼坯上進行修磨(mó),也有益于(yú)減少缺陷.
油淬火彈簧鋼(gāng)絲:根據需(xū)要可采用碳鋼或合金鋼,表面處理并冷(lěng)拔至成品尺寸後進行淬(cuì)火回火處理(lǐ),這種工藝在汽車懸挂(guà)簧及氣門簧用(yòng)鋼絲上用得較(jiào)多,普通彈簧當然也可以用.
拉絲:成(chéng)品拔程的拉拔工藝對産品性能的(de)影響很大,一般采用90%左右的較大的(de)總減面率(見面積減縮率)和較小的(de)道次減面率(約10%-20%),以保證(zhèng)産品的韌性.對于高強度彈簧鋼絲,拉拔時應控制各道次鋼絲的出口溫度低于150℃,防(fáng)止鋼絲因産生(shēng)應變時效而出現扭轉裂(liè)紋,這是造成鋼(gāng)絲報廢的主要缺陷.為此,拉(lā)拔(bá)時必須有良好的潤(rùn)滑和充分的冷卻,采用較小的道次減面(miàn)率和拉拔速度有助(zhù)于減少鋼絲的溫升. 熱處理(lǐ):碳鋼彈簧鋼(gāng)絲常用鉛浴淬火工藝,可獲得非常細小(xiǎo)的珠光體組織(索氏(shì)體),對于改善深度拉拔性能及彈簧性能都是有益(yì)的,鉛浴的替代工(gōng)藝流化床還未推廣,目前在一些小直徑上有應用.合(hé)金鋼絲一般采用退火熱處理,使顯(xiǎn)微組織适應拉拔變(biàn)形.不(bú)鏽鋼絲的熱處理采(cǎi)用固溶處理,其目的(de)也是(shì)改善組織以适應拉拔的需要.油淬(cuì)火工藝用(yòng)在成品鋼絲上,采用感(gǎn)應(yīng)加熱或燃氣、燃油加熱爐,将鋼絲加熱至奧氏體化溫(wēn)度保溫一段時間(jiān),淬火後再(zài)進行一次中溫回火.雖然名義上叫油淬火,基(jī)本(běn)上都采用水淬火或加高分子材料的水淬火.
分類
五金(jīn)彈簧根據運行狀态可(kě)分為(wéi)靜态簧和動态(tài)簧.靜态彈簧指服役(yì)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,手表遊絲等.動态彈簧指服役期振動次數達1×106次(cì)以上的彈簧,如發動機閥門彈簧(huáng),車輛懸挂簧,防(fáng)震彈簧,聯軸器彈簧,電梯緩沖彈簧(huáng)等.靜态彈簧選材時主要考慮抗拉強度和穩定性(xìng),動态彈簧選材時主(zhǔ)要考慮疲勞,松弛及共振性能.
彈簧根據負(fù)荷狀況可(kě)分為(wéi)輕載荷、一般載荷和重(zhòng)載荷三種狀态.輕載(zǎi)荷指承(chéng)受靜态應力(lì),應力(lì)較低,變形量較(jiào)小的彈簧,如安全(quán)裝置用彈簧,吸收振動用彈簧等.設(shè)計使用壽命103~104次(cì).
一(yī)般載(zǎi)荷指設計壽命105~106次,在振動(dòng)頻率300次/min條件下使用的普通彈簧.在許用(yòng)應力範圍内,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(dàn)簧.如(rú)閥門彈簧,空(kōng)氣錘、壓力機、液(yè)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.
