彈簧材料的發(fa)展
2025-12-17 10:50:00
動态詳情
随着(zhe)彈簧應用技術的(de)發展，對彈簧材料(liao)提出了多的要求(qiú)。主要是在高應力(li)下的提高疲勞壽(shou)命和抗松弛性能(neng)方面🐇；其次是根據(jù)不同的用途，要求(qiu)具有耐蝕性、非磁(ci)性、導電性、性、耐熱(rè)性等方🌂面。為此，彈(dan)簧材料除了☂️新品(pin)種外，另從嚴格控(kong)制化學成分，降低(dī)非金屬夾雜，提高(gao)表面質量和尺寸(cun)精度等方面取得(de)了有益的成效。
為(wéi)了鋼的化學成分(fen)，降低氣體和各種(zhǒng)非金屬加夾物🆚的(de)含♌量💋，采用大容量(liàng)電爐或轉爐熔煉(liàn)，采用爐外🧑🏽🤝🧑🏻鋼包精(jīng)煉，使氧♈含量（質量(liàng)分數）降至（0.0021~0.0010）%，生産出(chu)超純淨鋼，從而提(ti)高了彈簧的設計(jì)和工作應✨力。
連鑄(zhu)生産工藝在彈簧(huang)鋼生産中已被廣(guang)泛采用。連鑄可㊙️通(tong)過電✌️磁攪拌、低溫(wen)鑄造等技術減小(xiao)鋼的偏析，減小二(èr)次氧🧑🏽🤝🧑🏻化，表面脫碳(tàn)，使組織和性能穩(wěn)定、均勻。
采用分列(lie)式全連續軋機，可(kě)提高尺寸精度，表(biǎo)面質量，同時也🔞可(ke)使鋼材沿長度顯(xian)微組織均勻。在軋(zha)制🔞過程中為了産(chǎn)品的表面質量采(cai)用在線自動檢測(ce)和控制。為了适合(hé)變截面彈簧扁鋼(gāng)生産而了奧氏體(tǐ)軋制成♌形新工藝(yì)，即先将鋼加熱到(dao)奧氏體區再急冷(leng)至亞穩奧氏體區(qū)進📱行塑性加工并(bing)淬火處理🐕。這種工(gong)藝可使鋼在不降(jiàng)低塑性的同時提(tí)。此外還有通過軋(zha)後在線熱處理和(he)表面硬化處理來(lai)提高🚶彈☁️簧鋼的性(xìng)能等。
（3）低碳奧氏體鋼的(de)發展 低碳奧氏體(ti)鋼38SiMnB是我國自主的(de)一種新型的彈簧(huang)鋼，在此基礎上的(de)38SiMnVBE具優越性，具有高(gao)強韌性、高淬透性(xing)、高應用性和比。在(zai)進行 晶粒控制軋(zha)制後，其抗拉強度(du) =（2030~2140）MPa，屈服強度 =（900~2010）MPa，伸‼️長率(lǜ) =（12~15）%，面縮率 =（48~55）%。為少片變(bian)截面闆彈簧提供(gòng)了的材料。
（4）不鏽鋼(gang)的發展 我國是生(sheng)産不鏽鋼的大國(guo)，随着不鏽鋼的❌生(sheng)📱産發展，自然也了(le)不少品種，目前已(yǐ)達50多♌種，，基本滿足(zú)了國内生産發展(zhǎn)的需要，對當前的(de)一些新品✉️種作簡(jian)☎️要說明。
1）奧氏體不(bu)鏽鋼體系的初步(bù)形成。為了碳元素(su)造成的不😍鏽💃鋼晶(jīng)界腐蝕疲勞，出低(dī)碳奧氏體不鏽鋼(gang)0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2。為了提高其性(xing)能可加Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和N等元素(sù)。
2）含氮不鏽鋼的發(fā)展。 在不鏽鋼中以(yǐ)氮代碳取得了成(chéng)果。在奧氏體不鏽(xiu)鋼中N和C有許多共(gong)同特性。N穩定奧氏(shì)體的作用比Ni大❌，與(yǔ)C相當。N與Mn結合能取(qu)代比較貴的Ni。
在奧(ào)氏體中N也是的固(gù)溶元素之一。N與Cr的(de)親和力要比C與Cr的(de)☔親和力小，奧氏體(ti)鋼很少見到Cr2N的析(xī)出。因此N能在不降(jiang)低耐蝕性能的基(ji)礎上，提高不鏽鋼(gāng)強度。
3） 鐵素體不鏽(xiù)鋼的發展。 鐵素體(ti)不鏽鋼具有良好(hǎo)的⭐腐蝕性能🔆和🏃🏻♂️ 性(xìng)能，其抗應力腐蝕(shi)性能優于奧氏體(tǐ)不鏽鋼。價格比奧(ào)氏體不鏽鋼便宜(yí)。但存在可焊性🧑🏾🤝🧑🏼差(cha)、脆性傾向比較大(da)的缺點，生⛱️産和使(shǐ)💞用受到限制。通過(guo)降低鋼中的碳和(hé)氮的含量，添加Ti、Nb、Zr、Ta等(deng)穩定化元🔞素，添加(jiā)Cu、AI、V等焊🌂縫金屬韌化(hua)🈲元素三種途徑，可(ke)以鐵素🐪體鋼的可(kě)焊性和脆性。
4）奧氏(shi)體鋼的發展。 奧氏(shì)體鋼指Cr、Mo、N含量顯着(zhe)高于常規不鏽鋼(gāng)的🐅奧氏體鋼。其中(zhōng)比較着名的是含(hán)6% Mo的鋼（245S Mo）。這😍類鋼具有(you)非常好的耐局部(bu)腐蝕性能，在海水(shui)、充氣、存在縫隙、低(dī)速沖刷條❗件下，有(yǒu)良好的抗點蝕性(xing)能（PI 40）和較好的抗應(ying)力腐蝕性能，是Ni基(ji)合金和钛合金的(de)代用材料。
5）超馬氏(shi)體不鏽鋼的發展(zhǎn)。 傳統的馬氏體不(bú)鏽鋼2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺乏♌足夠(gou)的延展性，在冷頂(dǐng)鍛變形過程中對(dui)應力敏感🌂，冷加🐆工(gōng)成形比較困難。加(jiā)之鋼的可焊性比(bǐ)較差，使用範圍受(shou)到限制。為克服馬(mǎ)氏體🛀🏻鋼的上述不(bu)📧足，近來已找到一(yī)種途徑，就是通過(guo)降低鋼的C、Ti含量，增(zēng)加Ni含量，一個新系(xì)列合金鋼——超馬氏(shì)體鋼。這類鋼抗拉(lā)，延展性好，焊接性(xìng)能也，因⁉️此超馬氏(shi)體鋼又稱為軟馬(mǎ)氏💋體鋼或可焊接(jiē)馬氏體鋼。
（5）彈簧鋼(gāng)絲的發展 彈簧鋼(gāng)絲經過100的發展，工(gōng)藝技術經曆♌了由(you)鉛淬火到油淬火(huo)，現又發展到感應(yīng)加熱淬火。再加上(shang)工藝技術裝備和(hé)完善，品種質量不(bu)斷新。近來的閥門(mén)用彈簧鋼絲感應(yīng)加熱淬火和回火(huǒ)處理工藝，試驗證(zheng)明，由于感應💜加熱(re)時間短，淬火組織(zhi)細小，鋼絲表面幾(jǐ)乎沒有脫碳層，所(suo)以其塑性、韌🏃🏻♂️性、抗(kàng)松弛性、斷裂韌性(xing)、延遲斷裂抗力、疲(pi)勞壽命等都比油(yóu)淬火回火♉鋼絲有(yǒu)較大提高。
另一種(zhǒng)研究取得成效的(de) 晶粒形變熱處理(li)鋼絲已能實地應(yīng)用， 晶粒形變熱處(chu)理是組織 化與形(xíng)變熱處理相結合(he)的一種👌複合強韌(rèn)化工藝。它既可提(tí)高鋼絲的力學性(xìng)能，同時又能鋼絲(si)的表面質量。材料(liao)表面質量對疲勞(lao)性能影響很大。為(wéi)了表🌂面質量，對有(you)要求的材😘料采用(yòng)剝皮工藝，将表層(ceng)去掉0.1mm。對0.5mm的缺陷采(cai)用渦流探傷。對拔(ba)絲過程表面産生(shēng)的凹凸不平，可用(yòng)電解研磨，使表面(miàn)粗糙度降到 =（6.5~3.4） m。
（6）不鏽(xiù)鋼絲的發展 近年(nián)來不鏽彈簧鋼絲(sī)生産發展較🚶♀️快。國(guo)内需求量增大的(de)品種主要為1Cr18Ni9和0Cr17Ni7AI。
的(de)鋼絲生産工藝流(liú)程特點是盤條先(xiān)剝皮處理，去除🧑🏽🤝🧑🏻熱(rè)💯加工在💘表面造成(chéng)的缺陷，除次固溶(róng)處理後要🥰進行酸(suan)洗外，整個冷加工(gōng)過程均保持光亮(liang)表面。
随着工藝的(de)發展，不繡鋼絲生(shēng)産流程進一步簡(jian)化，将🤟部♊分原🏒屬金(jīn)屬制品行業質量(liàng)控制簡化，轉換為(wei)對盤💰條質量的要(yao)求。在粗拉絲機後(hou)，應用清潔球擦拭(shì)和水中清洗⛱️，去除(chu)表面塗層和殘餘(yú)潤滑膜。在光亮熱(rè)處理前配備電解(jie)酸洗、堿中和、水沖(chòng)洗和烘幹裝置， 去(qù)除鋼絲表面油污(wū)，表面質量。
（7）形狀記(ji)憶合金的 目前在(zài)彈簧方面有應用(yong)前途的單向💞形狀(zhuang)記憶合金，以50Ti和50Ni性(xing)能。形狀記憶合金(jin)制成的彈簧，受溫(wēn)度的作用可伸縮(suo)。主要用于恒溫、恒(heng)載荷、恒變形量的(de)控制系統中。由于(yú)是靠彈簧伸縮推(tui)動執行機🈲構，所以(yǐ)彈☎️簧的工作✔️應力(li)變化較大。
（8）陶瓷的(de)應用 陶瓷的彈性(xing)模量高，斷裂強度(dù)低，适用于變形不(bú)🐆大的地方。目前正(zheng)在的有耐熱、、絕緣(yuán)性好👅的陶瓷，應⁉️用(yòng)的有超塑性♈鋅合(he)金（SPZ），在常溫下具有(you)高的強度。另外，還(hái)🍉有的氮化矽，能，可(kě)達1000℃。但陶瓷彈簧不(bú)适用于在沖擊載(zai)荷❌下工作。
