一、優良的表面狀态(tài)和疲勞性能:
彈簧工作(zuò)時表面承受的應力最大,而疲勞破壞往往是從鋼絲表面開始的,對于用在重要場合的彈簧如氣門彈簧、閥門彈簧及懸架彈簧(huáng)都要求有幾百萬次(cì),幾千萬次甚至更長的循環壽命,這就對材料的疲勞性能提出了很高的要(yào)求。
影響材料疲勞性能的因素很多,如材(cái)料的化學(xué)成分、硬度、鋼材的純(chún)淨程(chéng)度(dù)、表面質(zhì)量和金相組織等,尤為重要的是材料的表面質量。
材(cái)料的表(biǎo)面缺陷,如裂紋、折(shé)疊、鱗皮、鏽蝕、凹坑(kēng)、劃(huà)痕和壓痕等,都(dōu)易使彈簧在工作(zuò)過程中造成應力集(jí)中。其應力集中(zhōng)的部位常常是造成疲勞(láo)破壞的疲勞源。
疲勞源還易在表面脫碳的(de)部位首(shǒu)先發生,因(yīn)此嚴格控制脫碳層深度也是一個很(hěn)重(zhòng)要的質量指标。
為提高彈簧材料的表面質量,可以(yǐ)對材(cái)料表面進行磨光或(huò)抛光,在鋼絲(sī)拉拔前采用(yòng)剝皮工藝剝除一層(céng)材料表皮,這樣可以将大部分表面缺陷去掉。彈簧熱處理時可采用控制氣氛或真空熱處理,防止(zhǐ)表面脫(tuō)碳和氧化。
二、高的強度:
為(wéi)提高彈簧抗疲勞破壞和抗松弛的能力,彈簧(huáng)材料(liào)應具有高的屈服強度 與彈性極限 ,尤其要有高(gāo)的屈強比。在通常情況下,材料的彈性極限與屈服強度成正比,因(yīn)此(cǐ)彈簧設計和制(zhì)造者(zhě)總是希望材料具有高的屈服強度.而彈簧(huáng)材料的抗(kàng)拉(lā)強度 和屈(qū)服強(qiáng)度 較接近,如冷(lěng)拔碳素鋼絲的 約為 的90%左右:由(yóu)于抗拉強度比屈服強度容易測(cè)得,在材料交貨中提供的都是抗拉強度,故在設計制造時(shí)一般(bān)都用(yòng)抗拉強度(dù)作為依據(jù)。但材料的(de)抗拉強度并不是越(yuè)高越好,強度過(guò)高會(huì)降低材料(liào)的塑性和韌性,增加脆性傾向(xiàng)。材料抗拉強度的高低與其化學成分、金(jīn)相(xiàng)組織、熱處理狀況(kuàng)、冷加工(拉(lā)拔或軋制)程度及其他強(qiáng)化工藝等(děng)因素有關。抗拉強度(dù)與(yǔ)疲(pí)勞強度也有一定的(de)關系,當材(cái)料的在1600MPa以下時,其疲勞強度随抗拉強度的增高而增高。
三、良好的塑性和韌性:
在彈簧制造過程中材料需經受不同程度(dù)的加工(gōng)變形,因此要求材料(liào)具有一定的塑性。例如(rú)形狀複雜的拉伸和扭轉彈簧的鈎環及扭臂(bì),當曲率半徑很小時,在加工卷繞或沖壓彎曲(qǔ)成形時(shí),彈簧材料均不得出現裂紋(wén)、折損等(děng)缺(quē)陷。同時彈簧在承受沖(chòng)擊載荷或變載荷時,材料應具有良好的韌(rèn)性,這樣對提高彈簧的使用壽命會(huì)有很大的裨益。
四、嚴(yán)格的尺寸精度:
許多彈簧對負荷精度有較高的要求,如氣門彈簧的負荷偏差不得大于規定負荷的5%—6%,以具(jù)有圓鋼絲(sī)的(de)拉、壓彈簧為例,如果鋼絲直(zhí)徑偏差為1%,負荷就會産生4%左(zuǒ)右(yòu)的偏差。由此可見,嚴格的尺寸(cùn)精度對保證彈簧的質量也是十分重要的。
五、好的(de)均勻性:
對材料的均勻性要求是指對材料的化學(xué)成分、力學性能、尺寸偏差(chà)等各(gè)項指标要(yào)求均(jun1)勻和穩定一緻。如(rú)果材料(liào)各方面性能不一緻,會給彈簧生産帶來很大(dà)的困難,造(zào)成産(chǎn)品幾何尺寸(cùn)、硬度、負(fù)荷等參數的離散性,嚴重的不均勻性甚(shèn)至會造成廢品(pǐn)。
了滿足上述性能要求,彈簧鋼必須具有優良(liáng)的冶金質量,包括嚴格(gé)控制的化學成分(fèn)、高的純潔度、低的雜質含量(liàng)、低的非金屬夾雜物含量,并控制其形态、粒(lì)度(dù)和。
此外還要求鋼質的均勻性和(hé)穩定性。彈簧鋼還應具有(yǒu)良好的表(biǎo)面質量和高精(jīng)度(dù)的外形和尺寸。 在彈簧鋼生産中已廣泛采(cǎi)用連鑄。與(yǔ)模鑄相比,采用連鑄可通過電磁攪拌、低溫鑄造等(děng)技術減小鋼的偏析,提高鋼質的均勻(yún)性;減少二次氧化,改善(shàn)鋼的表面脫碳(tàn);使鋼的組織和性能穩定、均勻;提(tí)高收得(dé)率和生産(chǎn)效率;與爐外精煉技術相(xiàng)配合降低(dī)氧含量和有效地控制鋼的化學成分。
在對彈簧鋼材的尺寸偏差、截面(miàn)形狀、表面質量和沿鋼材長度顯(xiǎn)微(wēi)組織均勻性的要求不斷提高的情(qíng)況下,國外廣泛采用了縱列式全連續軋機,并不斷改(gǎi)進以實現高速、無扭、無張力軋制。為了(le)保證鋼材(cái)尺寸精度采用短應力線或預應力軋機。
關鍵詞:不鏽鋼彈簧
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