彈簧鋼
彈簧在沖擊,振動或長期交應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度,彈性極限,高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性,不易脫碳,表面質量好等 碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內的優(yōu)質碳素結構鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加硅含量Wsi提高性能;另外還有硌,鎢,釩的合金彈簧鋼。近年來,結合中國資源,并根據(jù)汽車,拖拉機設計新技術的要求,研制出在硅錳鋼基礎上加入硼,鈮,鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質量。
生產(chǎn)工藝
一般彈簧鋼可用電爐,平爐或氧氣轉爐生產(chǎn);質量較好或具有特殊性能的優(yōu)質彈簧鋼,用電渣爐或真空爐煉制。彈簧鋼中碳,錳,硅等主要元素的規(guī)定含量范圍較窄,冶煉時必須嚴格控制化學成分。硅含量較高時容易形成氣泡等缺陷,鋼錠鍛軋后冷卻不當時易產(chǎn)生白點。因此,冶煉用的原材料必須干燥,盡量除去氣體及夾雜物,而且要避免鋼水過熱。
彈簧鋼在軋制加工中須特別注意脫碳和表面質量。鋼材表面嚴重脫碳時,會顯著降低鋼的疲勞極限。對于高硅彈簧鋼如70Si3MnA,應注意避免石墨化。因此,在熱加工時停軋溫度不應過低(≥850℃),避免在石墨化較易形成的溫度范圍(650~800℃)內停留時間過長。
彈簧制成后經(jīng)噴丸處理能使彈簧表層產(chǎn)生殘余壓應力,以抵銷表層上的部分工作應力,抑制表層裂縫的形成,這可顯著提高彈簧的疲勞極限。
熱處理規(guī)范
鋼號 淬火溫度 淬火介質 硬度要求 回火溫度 冷卻介質 硬度要求 應用范圍
65780-830 水或油 400-600 線徑小于12-15mm的螺旋彈簧,彈簧墊圈
65Mn810-830 油或水 >60 370-400 水 42-50 5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧
50CrV850-870 油 >58 400-55 水 45-50 截面較大和較重要的板簧片及螺旋彈簧
50CrV850-870 油 >58 370-420 45-52 300C以下工作的高溫彈簧
60Si2MnA860-880 油 >60 500-520 水 HB363-444 厚度8-12mm的板簧片
特性和應用
1.65 ,70 ,85: 可得到很高強度,硬度,屈強比,但淬透性小,耐熱性不好,承受動載和疲勞載荷的能力低 應用非常廣泛,但多用于工作溫度不高的小型彈簧或不太重要的較大彈簧。如汽車,拖拉機,鐵道車輛及一般機械用的彈簧。
65Mn 成分簡單,淬透性和綜合力學性能,脫碳等工藝性能均比碳鋼好,但對過熱比較敏感,有回火脆性,淬火易出裂紋 價格較低,用量很大。制造各種小截面扁簧,圓簧,發(fā)條等,亦可制氣門彈簧,彈簧環(huán),減振器和離合器簧片,剎車簧等。
2.55Si2Mn ,60Si2Mn ,60Si2MnA 硅含量(Wsi)高(上限達2.00%),
強度高,彈性好?够鼗鸱(wěn)定性好。易脫碳和石墨化。淬透性不高。
主要的彈簧鋼類,用途很廣。制造各種彈簧,如汽車,機車,拖拉機的板簧,螺旋彈簧,汽缸安全閥簧及一些在高應力下工作的重要彈簧,磨損嚴重的彈簧。
55Si2MnB 因含硼,其淬透性明顯改善 輕型,中型汽車的前后懸掛彈簧,副簧。
55Si2MnB 中國自行研制的鋼號,淬透性,綜合力學性能,疲勞性能均較60Si2Mn鋼好 主要制造中,小型汽車的板簧,使用效果好,亦可制其他中等截面尺寸的板簧,螺旋彈簧。
3.60Si2CrA 60Si2CrVA
高強度彈簧鋼。淬透性高,熱處理工藝性能好。因強度高,卷制彈簧后應及時處理消除內應力 制造載荷大的重要大型彈簧。60Si2CrA可制汽輪機汽封彈簧,調節(jié)彈簧,冷凝器支承彈簧,高壓水泵碟形彈簧等。60Si2CrVA鋼還制作極重要的彈簧,如常規(guī)武器取彈鉤彈簧,破碎機彈簧。
4.55CrMnA
60CrMnA 突出優(yōu)點是淬透性好,另外熱加工性能,綜合力學性能,抗脫碳性能亦好 大截面的各種重要彈簧,如汽車,機車的大型板簧,螺旋彈簧等。
5.60CrMnMoA
在現(xiàn)有各種彈簧鋼中淬透性最高。力學性能,抗回火穩(wěn)定性等亦好 大型土木建筑,重型車輛,機械等使用的超大型彈簧。鋼板厚度可達35mm以上,圓鋼直徑可超過60mm。
6.50CrVA
少量釩提高彈性,強度,屈強比和彈減抗力,細化晶粒,減小脫碳傾向。碳含量較小,塑性,韌性較其他彈簧鋼好。淬透性高,疲勞性能也好 各種重要的螺旋彈簧,特別適宜作工作應力振幅高,疲勞性能要求嚴格的彈簧,如閥門彈簧,噴油嘴彈簧,氣缸脹圈,安全閥簧等。
7. 60CrMnBA
淬透性比60CrMnA高,其他各種性能相似 尺寸更大的板簧,螺旋彈簧,扭轉彈簧等。
8. 30W4Cr2VA
高強度耐熱彈簧鋼。淬透性很好。高溫抗松弛和熱加工性能也很好 工作溫度500~C以下的耐熱彈簧,如汽輪機主蒸汽閥彈簧,汽封彈簧片,鍋爐安全閥彈簧,400t鍋爐碟形閥彈簧等。