五(wǔ)金彈簧"彈簧鋼絲"材料特性介(jiè)紹
彈(dàn)簧鋼絲是用于做(zuò)彈簧(SPRING)或鋼絲型件(WIRE FORM)的一種(zhǒng)鋼絲.按照(zhào)彈簧用途的不同,做彈簧所需的彈簧鋼絲都多種類型,如要求(qiú)較低的做(zuò)床墊彈簧的彈簧鋼絲(簡稱床墊鋼絲)、做減震器的(de)彈簧鋼絲、做懸挂簧的彈簧鋼絲、做發動機氣門的彈簧鋼絲及做相機快門的彈簧鋼絲(sī)等(děng)等,雖然沒有統(tǒng)一的标準分類名稱,這些鋼絲的品質要求是不同.彈簧鋼絲也可(kě)以按制造工藝分類,如生拉彈(dàn)簧鋼絲(拉(lā)拔前不經過鉛浴淬火處(chù)理)、鉛淬火(huǒ)彈簧鋼絲、鍍鋅(xīn)彈簧鋼絲、油淬火彈(dàn)簧鋼絲等.
彈簧鋼絲(sī)的使用特性和(hé)用途
彈簧在彈性範圍内(nèi)使用,卸載後應回複到(dào)原來位置,希望塑性變形越(yuè)小越好,因此鋼絲應具有高的彈性極(jí)限,屈服強度和抗拉強度.屈強比越高,彈性極限就越接近抗拉強度,因而(ér)越能提高(gāo)強度利用率,制成(chéng)的彈簧彈力越(yuè)強.
彈簧通常在交變應力作(zuò)用下長期工作,因此要有(yǒu)很高的疲勞極限,以及良好的抗蠕(rú)變和抗松(sōng)弛性能.
在特定環境中使用的彈簧(huáng),對鋼絲(sī)還會有一些特殊要求,例如:在腐蝕介(jiè)質中使用的彈簧,必須有良好的抗(kàng)腐蝕性能.精密(mì)儀器中使(shǐ)用的彈簧,應具有長期穩定性和靈敏性,溫度系數要低,品質(zhì)因素要高,後效作用(yòng)要小,彈性模量要恒定.在高溫條件下工作的彈簧,要求在高(gāo)溫時仍能保持足夠的彈(dàn)性極限和良好的抗蠕變性能等.
彈(dàn)簧依靠彈性變形吸收沖擊能量,所以彈(dàn)簧鋼絲不一(yī)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.
此外,還應考(kǎo)慮彈簧鋼絲的成形工藝和熱(rè)處理工藝(yì).冷拉彈簧(huáng)鋼絲和油淬火回火彈簧(huáng)鋼絲都以供貨狀态鋼絲直(zhí)接繞制彈簧,彈簧(huáng)成形後經消除應力處(chù)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(lěng)拉鋼(gāng)絲彈力太大,繞(rào)制彈簧很困難,所以冷拉(lā)彈簧鋼絲使(shǐ)用規格一般小于(yú)8.0mm,油淬火回火鋼絲使用規格一般小(xiǎo)于13.0mm.實際上直徑13.0mm彈簧(huáng)多選用輕拉狀(zhuàng)态彈簧鋼(gāng)絲,冷(lěng)拉繞制成(chéng)形後再淬回火使用.直徑15.0mm以上鋼絲大(dà)多采用加熱繞制工藝制簧.
簡介(jiè)
SPRING WIRE
彈簧鋼絲的強度按(àn)品種、标準和規格的(de)不同,抗拉(lā)強度等級可在(zài)1000-3000兆帕範圍.
圓形(xíng)彈簧鋼絲(sī)的直徑範圍在0.08-20毫米.
彈簧鋼絲(sī)的截面形狀一般為(wéi)圓形,也有長方(fāng)、方、卵形等形狀,成品鋼(gāng)絲(sī)一般是一卷(juàn)卷交付,也有按直條交付的(de)情況.
生産方法
不同(tóng)類型的彈簧鋼絲有(yǒu)不同的生産方法,共同特點都是需要一定的強度、高韌(rèn)性和良好(hǎo)的卷簧性能.
常用各種彈簧鋼絲的工藝制作方法如下:
生拉彈簧鋼絲工藝流程:(鋼)盤條--表面處理-- 拉絲(床(chuáng)墊鋼絲可(kě)用此法)
鉛淬火彈簧(huáng)鋼絲(sī):在盤(pán)條尺寸或冷拔的中間規格進(jìn)行鉛浴淬火,然後(hòu)再進行表面處理和拉(lā)絲.
鍍鋅彈簧鋼絲:通(tōng)常在成品尺寸進行熱鍍(dù)或電鍍,也有采用盤條酸洗熱鍍後冷拔到(dào)規定尺寸的(de).
表面處理(lǐ):一般采用酸洗磷化,去除氧化鐵皮,形(xíng)成磷化膜;也有少數采用機械方(fāng)法處理(lǐ).目的都是滿(mǎn)足冷拔(bá)拉絲工序的要求,獲得光潔的表(biǎo)面.對(duì)于要求高疲(pí)勞壽命的彈簧鋼絲,如氣門(mén)彈簧鋼絲,應對(duì)盤條進行(háng)扒皮處理,減少表層缺陷,如(rú)果鋼廠能在鋼坯上(shàng)進行修磨,也有益(yì)于減(jiǎn)少缺陷.
油淬火彈簧鋼絲:根據需要可采(cǎi)用碳(tàn)鋼或合金鋼,表(biǎo)面處理并冷拔至成品尺寸後進行淬火回火處理,這(zhè)種工藝在汽(qì)車懸挂簧及氣(qì)門簧用鋼絲上用得較多,普通彈簧當然(rán)也可以用.
拉絲:成品拔程的拉拔工藝對産品性(xìng)能的影響很(hěn)大,一般采用90%左右的(de)較大的總(zǒng)減面率(見(jiàn)面(miàn)積減縮率)和較小的道次減面率(lǜ)(約10%-20%),以保證産品的(de)韌性.對于高強度彈簧鋼絲,拉拔時應控制各道(dào)次鋼絲的(de)出口溫度(dù)低于150℃,防止鋼絲因産生應變時效而出現扭轉裂紋(wén),這是造成鋼絲報廢的(de)主要缺陷.為此,拉(lā)拔時必須有良好的(de)潤滑和充分的(de)冷卻,采用較小(xiǎo)的道次減面率和拉(lā)拔速度有助于減少鋼絲的溫升. 熱(rè)處理:碳鋼彈(dàn)簧鋼(gāng)絲常用(yòng)鉛浴淬火工藝,可獲得非常細小的珠光體組織(索氏體(tǐ)),對于改善深度拉拔(bá)性能及彈簧性能都是有(yǒu)益的,鉛浴(yù)的替代工藝(yì)流化床(chuáng)還未推廣,目前(qián)在一些小直徑上有應用.合金鋼絲一(yī)般采用退火熱處理,使顯微組(zǔ)織适應拉拔變形.不鏽(xiù)鋼絲的熱處(chù)理(lǐ)采用(yòng)固溶處理,其目的(de)也(yě)是改(gǎi)善組織以适應拉拔的(de)需要(yào).油淬火工藝用在成品鋼絲上,采用感應加熱或燃氣、燃油加熱爐,将(jiāng)鋼絲加熱至奧氏體化溫度保溫一段(duàn)時間,淬火後再進行一次中(zhōng)溫回火.雖然名義上叫油(yóu)淬火,基本上都采用水淬火或加高(gāo)分子材料的水淬火.
分類
五金彈簧根據運行狀态可分為靜态簧和動(dòng)态簧.靜(jìng)态彈簧指服役期(qī)振動(dòng)次數有限的彈簧,如安全(quán)閥彈簧,彈簧墊(niàn),秤盤彈簧,定載荷彈簧,機械彈簧,手表遊絲等.動(dòng)态彈簧指服(fú)役期振(zhèn)動次數達1×106次以上的彈簧,如發動機(jī)閥門彈(dàn)簧,車輛懸挂簧,防震彈簧,聯軸器彈簧,電梯緩沖(chòng)彈(dàn)簧等.靜态彈簧選材時主要考慮抗拉強度和穩定性(xìng),動态彈(dàn)簧選材時主要考慮疲勞,松(sōng)弛及共振性能(néng).
彈簧(huáng)根(gēn)據負荷狀況可(kě)分為輕載荷(hé)、一般載荷和重載荷三種(zhǒng)狀态.輕載荷指承受靜态應力,應力較(jiào)低,變形量較小的彈簧,如(rú)安(ān)全裝置用彈簧,吸收振(zhèn)動用彈簧等.設計使用(yòng)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(jiàn)下使用的普通彈簧.在(zài)許用應力範圍内,壽命保證1×106次,載(zǎi)荷(hé)應力越低,壽命越(yuè)長.
重載荷(hé)指長時間工作(zuò)、振動頻繁的彈簧.如閥門彈簧,空氣錘、壓力機、液壓(yā)控制器彈簧(huáng),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.
