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1、彈簧選材的原則是:首先滿足功能要求,其次是強(qiáng)度要求,最后才考慮經(jīng)濟(jì)性。碳素彈簧鋼是彈簧鋼中用途廣泛,用量最大的鋼類。鋼中含0.60%~0.90%的碳和0.3%~1.20%的錳,不再添加其它合金元素,使用成本相對(duì)較低。碳素彈簧鋼絲經(jīng)適當(dāng)?shù)募庸せ驘崽幚?,可以獲得很高的抗拉強(qiáng)度,足夠的韌性和良好的疲勞壽命。但碳素鋼絲的淬透性低,抗松弛性能和耐蝕性能差,彈性模量的溫度系數(shù)較大(高達(dá)300×10-6/℃),適用于制造截面較小,工作溫度較低(120℃>)的彈簧。合金彈簧鋼一般含0.45%~0.70%的碳和一定量的Si,Mn,
2、Cr,V,W及B等合金元素。合金元素的加入改善彈簧鋼的抗松弛性能,提高鋼的韌性,同時(shí)顯著提高鋼的淬透性和使用溫度,適用于制造較大截面,較高溫度下使用的彈簧我國(guó)合金彈簧鋼絲分三類,合金彈簧鋼絲,油淬火回火硅錳彈簧鋼絲,閥門用油淬火回火鉻硅合金彈簧鋼絲,從發(fā)達(dá)國(guó)家合金彈簧使用現(xiàn)狀來(lái)看,油淬火回火鋼絲所占比例越來(lái)越大,日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)規(guī)定,合金彈簧鋼絲全部以油淬火回火狀態(tài)供貨。(1)GB/T5218-1999《合金彈簧鋼絲》該標(biāo)準(zhǔn)將原GB5218-85《硅錳彈簧鋼絲》、GB5219-85《鉻釩彈簧鋼絲》和GB52
3、21-85《鉻硅彈簧鋼絲》三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合并成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)適用于制作高、中應(yīng)力彈簧用合金彈簧鋼絲,鋼絲纏簧成形后需經(jīng)淬火回火處理才能使用。標(biāo)準(zhǔn)列出60Si2MnA、50CrVA和55CrSiA三個(gè)鋼號(hào),同時(shí)規(guī)定根據(jù)需方要求,可以供應(yīng)其它牌號(hào)鋼絲。鋼絲一般按冷拉狀態(tài)交貨,成品直徑≤5.0mm檢驗(yàn)抗拉強(qiáng)度σb≤1035Mpa,直徑>5.0mm鋼絲檢驗(yàn)HB≤302,相當(dāng)于輕拉狀態(tài)。生產(chǎn)中大規(guī)格(Ф>8.0)成品冷拉減面率不超過(guò)25%,小規(guī)格鋼絲(Ф≤5.0)減面率不超過(guò)30%。退火狀態(tài)交貨鋼絲太軟,極易產(chǎn)生死彎,纏簧時(shí)往往
4、造成簧形不好,螺距不均。冷拉減面率偏大時(shí)鋼絲太硬、纏簧時(shí)反彈大,粗簧成形困難。所以直接纏簧的鋼絲以輕拉狀態(tài)供貨最合適。對(duì)于鋼絲購(gòu)回還要進(jìn)行冷加工(如壓扁、軋成異型截面等)的用戶,應(yīng)推薦選用退火狀態(tài)交貨鋼絲。為保證纏簧性能,成品鋼絲進(jìn)行纏繞試驗(yàn),直徑≤5.0mm鋼絲在相當(dāng)于鋼絲直徑1~2倍的芯棒上纏繞6圈,不得破裂和折斷。脫碳和表面缺陷嚴(yán)重的降低彈簧疲勞壽命,必須嚴(yán)格控制。特別是60Si2MnA和55CrSi,含硅量較高,退火時(shí)極易脫碳。盤條球化退火和半成品再結(jié)晶退火推薦采用低溫,長(zhǎng)時(shí)間的退火工藝。如前所述,疲勞壽
5、命要求高的彈簧,必須選用磨光鋼絲,但需要分清是退火磨光還是冷拉磨光。50CrV軟態(tài)鋼絲磨光時(shí)磨屑極易粘附到鋼絲表面,形成不規(guī)則小白點(diǎn),所以盡可能采用冷拉磨光工藝,減少表面"白點(diǎn)"。[1]在表面質(zhì)量保證條件下,夾雜含量就成為影響疲勞壽命的最重要因素,所以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,需方有要求時(shí)可增加非金屬夾雜物,石墨碳檢驗(yàn)。(2)YB/T5104-93《油淬火-回火硅錳合金彈簧鋼絲》使用油淬火回火合金彈簧鋼絲制簧后,不需要再進(jìn)行淬回火處理,只要象冷拉碳素彈簧鋼絲一樣進(jìn)行消除應(yīng)力處理即可使用,深受歡迎,直徑14.0mm以下合金彈簧越來(lái)
6、越多地使用這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。YB/T5104-93分3種類別供貨,A類適用于中等載荷的靜態(tài)彈簧,B類適用于中等載荷,中等疲勞壽命的動(dòng)態(tài)彈簧,C類適用于較高應(yīng)力狀態(tài)的動(dòng)態(tài)簧,如汽車懸掛彈簧。(3)YB/T5105-93《閥門用油淬火-回火鉻硅合金彈簧鋼絲》。YB/T5105-93適用于承受劇烈動(dòng)負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門彈簧。牌號(hào):55Cr3(彈簧鋼)特性及適用范圍:突出優(yōu)點(diǎn)是淬透性好,另外熱加工性能、綜合力學(xué)性能、抗脫碳性能亦好大截面的各種重要彈簧,如汽車、機(jī)車的大型板簧、螺旋彈簧等。55Cr3彈簧鋼具有較高強(qiáng)度、塑性和韌性,
7、淬透性較好,過(guò)熱敏感性比錳鋼低,脫碳傾向比硅錳鋼小,回火脆性大。55Cr3彈簧鋼用于車輛、拖拉機(jī)工業(yè)上制作負(fù)荷較重、應(yīng)力較大的板簧和直徑較大的螺旋彈簧?!窳W(xué)性能:抗拉強(qiáng)度σb(MPa):≥1225(125)條件屈服強(qiáng)度σ0.2(MPa):≥1080(110)伸長(zhǎng)率δ5(%):≥9(供參考)斷面收縮率ψ(%):≥20硬度:熱軋,≤321HB;冷拉+熱處理,≤321HB牌號(hào):SUP9材料名稱:彈簧鋼●標(biāo)準(zhǔn):JISG48001:2005特性及適用范圍:SUP9彈簧鋼具有較高強(qiáng)度、塑性和韌性,淬透性較好,過(guò)熱敏感性比錳
8、鋼低,脫碳傾向比硅錳鋼小,回火脆性大。用于車輛、拖拉機(jī)工業(yè)上制作負(fù)荷較重、應(yīng)力較大的板簧和直徑較大的螺旋彈簧。高擴(kuò)孔鋼BR440/590HE高擴(kuò)孔鋼是一種具有高拉伸強(qiáng)度和極好擴(kuò)孔性能的鋼種,常用于汽車底盤(如后橋懸架擺臂)形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。擴(kuò)孔性能作為鋼材的一項(xiàng)成形性能指標(biāo),反映的是在擴(kuò)孔過(guò)程中材料抵抗因孔緣局部伸長(zhǎng)變形過(guò)大而在垂直于孔緣方向上抵抗局部開裂的能力。為得到高