五(wǔ)金彈簧"彈簧鋼絲"材料(liào)特性介紹
彈簧鋼絲是用于(yú)做(zuò)彈簧(SPRING)或鋼絲型件(jiàn)(WIRE FORM)的一種鋼絲.按照彈簧用途的不同(tóng),做彈簧所需的(de)彈(dàn)簧鋼絲(sī)都多種類(lèi)型,如要求較低的做床墊彈簧的彈簧鋼絲(簡稱床(chuáng)墊鋼絲)、做減震器的彈簧鋼絲、做懸挂簧的(de)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等等,雖然沒有統(tǒng)一的标(biāo)準分類名稱,這些鋼絲的(de)品(pǐn)質要求是不同.彈簧鋼絲也可以按(àn)制造(zào)工藝分類,如生拉彈簧鋼絲(拉拔前不經過鉛(qiān)浴淬火處理)、鉛淬火(huǒ)彈簧鋼(gāng)絲、鍍鋅彈(dàn)簧鋼絲、油淬火彈簧鋼絲等.
彈簧鋼絲的使用特性和(hé)用途
彈簧在彈性(xìng)範圍内使用,卸載(zǎi)後應回複到原來位置,希望塑性變形越小越好,因此鋼絲應具有高的(de)彈性極(jí)限,屈服強度和抗拉強度.屈強比越高,彈性極(jí)限就越接近抗拉(lā)強度,因而越能提高強度利用率,制成的彈簧彈力越強.
彈簧通常在交(jiāo)變應力作用下長期工作,因此要有很高的疲勞極限,以及良好的抗蠕(rú)變和抗(kàng)松(sōng)弛性能.
在特定環境中使(shǐ)用的彈簧,對鋼絲還會有一些特殊要求,例如:在腐蝕介質中使用的彈簧,必須有良(liáng)好的抗腐蝕性能.精密(mì)儀器(qì)中使用的彈簧(huáng),應具有長期穩定性和靈敏性,溫度系數要(yào)低,品質因素要高,後效(xiào)作用要小,彈性模量要恒定.在高溫條件下工(gōng)作的彈簧,要求在高溫時仍能(néng)保持足夠的彈性極限和良好的抗蠕(rú)變性能等.
彈簧(huáng)依靠彈性變形吸收沖擊能量,所以彈簧鋼絲不一定要有很高的塑性,但起碼要有能承受彈簧成型的塑性,以及足夠的(de)能承受沖(chòng)擊(jī)能量的韌性.
此外,還應(yīng)考慮彈簧鋼絲的(de)成形工藝和熱處理工(gōng)藝.冷拉彈簧(huáng)鋼絲和油淬火回火彈簧鋼絲(sī)都以供貨狀态鋼絲(sī)直接繞制彈簧,彈簧(huáng)成形後經(jīng)消除應力處理直接(jiē)使用.冷拉彈簧鋼絲的抗(kàng)拉強度要略高于油淬火回火鋼絲.大規格冷拉鋼(gāng)絲彈力(lì)太大,繞制彈簧很困難,所以(yǐ)冷拉彈簧鋼絲使(shǐ)用規格一般小于8.0mm,油淬(cuì)火回火鋼絲使用規格一般小(xiǎo)于13.0mm.實際上直徑13.0mm彈簧多選用輕拉狀态(tài)彈簧鋼絲,冷拉繞制成形後再淬(cuì)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(jiè)
SPRING WIRE
彈簧鋼絲的強度按品種、标準和規格的(de)不(bú)同,抗拉強度等級可在1000-3000兆帕範圍.
圓形(xíng)彈簧鋼絲的直徑範圍在0.08-20毫米.
彈簧鋼絲的截面形狀一般為(wéi)圓形,也有長方、方、卵形等形狀,成品鋼絲一般(bān)是一卷卷交付(fù),也有按直條交付的(de)情況.
生(shēng)産方法
不同類型的彈簧鋼(gāng)絲有(yǒu)不同的(de)生産方法,共同特點都(dōu)是(shì)需要一定的強度、高韌性和(hé)良好的卷簧性能.
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)
鉛淬火彈簧鋼絲(sī):在盤條尺寸或(huò)冷拔的中間規格進(jìn)行鉛浴淬火,然(rán)後(hòu)再進行表面(miàn)處理和拉絲.
鍍鋅彈簧(huáng)鋼絲:通常在成品(pǐn)尺寸進行熱鍍(dù)或(huò)電鍍,也有采(cǎi)用盤條酸洗熱鍍(dù)後(hòu)冷拔到規定尺寸的.
表面處理:一般采用酸洗磷化,去除氧化鐵皮,形成磷化膜;也有少數采(cǎi)用機(jī)械方(fāng)法處理.目的都是滿足冷(lěng)拔拉絲工序的要(yào)求,獲得光潔的表面.對(duì)于要求高疲(pí)勞(láo)壽命的(de)彈簧(huáng)鋼絲,如氣門彈簧(huáng)鋼絲,應對盤條進行扒(bā)皮處理,減少(shǎo)表層缺陷(xiàn),如(rú)果(guǒ)鋼廠能在鋼坯上進行修磨,也有益(yì)于減(jiǎn)少缺陷.
油淬火彈(dàn)簧鋼(gāng)絲:根據需要可采(cǎi)用碳鋼或合金鋼,表面處理并(bìng)冷拔至成品尺寸後進行淬火回火處理,這種工藝在汽車懸挂簧(huáng)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能的影響很大,一(yī)般采用90%左右的(de)較大的總減面率(見(jiàn)面積減縮率(lǜ))和較(jiào)小(xiǎo)的道次減面率(lǜ)(約10%-20%),以保證産品的韌性.對于高強度彈簧鋼絲,拉拔時應控制各道次鋼(gāng)絲的出口(kǒu)溫度低于150℃,防止鋼絲因産生應變時效而出現扭轉(zhuǎn)裂紋,這是造成鋼絲報廢的主要缺(quē)陷.為此,拉拔時(shí)必須有良好的(de)潤滑和充(chōng)分的冷卻,采用較小的道次減面率和拉拔速(sù)度有助于減少鋼絲的溫升. 熱處理:碳鋼彈(dàn)簧鋼絲常用鉛浴淬火工藝,可獲得非常(cháng)細小的珠光體組織(索氏(shì)體),對于(yú)改善深度拉拔性能(néng)及彈簧性能都是有益的,鉛浴的替代工(gōng)藝流化床還未推(tuī)廣,目前在一(yī)些小直徑(jìng)上有應用.合金鋼絲(sī)一般采用(yòng)退(tuì)火熱處理,使顯微組織适應(yīng)拉拔變形.不鏽鋼(gāng)絲的熱處理采用固溶處理,其目的也是改(gǎi)善組織以(yǐ)适應拉拔的需要.油淬火工藝用在成品鋼絲上,采(cǎi)用(yòng)感應(yīng)加熱或燃氣、燃油加熱(rè)爐,将鋼絲加熱至奧氏體化溫(wēn)度保溫一段(duàn)時間,淬火後再進(jìn)行一次中(zhōng)溫回火.雖然名義上叫油淬火,基本(běn)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(tài)可分為靜态簧和動(dòng)态簧.靜态彈簧指服役期振動(dòng)次數有限的彈簧,如安(ān)全閥彈簧,彈簧墊(niàn),秤盤彈簧,定載荷彈(dàn)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次以上(shàng)的彈簧,如(rú)發動機閥門彈簧,車輛懸挂(guà)簧,防震彈簧,聯軸器彈簧,電梯緩沖(chòng)彈(dàn)簧等.靜态彈簧(huáng)選材(cái)時主(zhǔ)要考慮抗拉強度和穩定(dìng)性(xìng),動态彈簧選材時主要考慮疲勞,松弛及共振性能.
彈簧根據負荷狀況可(kě)分為輕載荷、一般載荷和重載荷三種狀态.輕載荷指承受靜态應(yīng)力,應力較(jiào)低,變形量較小的彈簧,如安全裝置用彈簧(huáng),吸收振動用彈簧等.設計使用(yòng)壽命103~104次.
一般載荷指設(shè)計壽命105~106次,在振動頻率300次(cì)/min條件下使用的普通彈簧.在許用應力範(fàn)圍内(nèi),壽命保證1×106次,載荷應力越低,壽命越(yuè)長(zhǎng).
重載荷指長時間工作、振動頻繁(fán)的彈簧.如閥門彈簧,空氣錘、壓力機(jī)、液壓控制器彈簧,其載(zǎi)荷較高(gāo),常常(cháng)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(cì).
