五金(jīn)彈簧"彈簧鋼絲"材料(liào)特性介紹
彈簧鋼絲是用于(yú)做彈簧(huáng)(SPRING)或鋼絲型件(WIRE FORM)的(de)一種鋼絲.按照彈簧用途的不同,做彈簧所需的彈簧鋼絲都多種類型,如要求較低的做床(chuáng)墊彈(dàn)簧的彈簧鋼絲(簡稱床墊鋼絲)、做減(jiǎn)震器的彈簧鋼絲、做懸挂簧的彈(dàn)簧鋼絲(sī)、做發動機氣門的彈簧鋼絲及做相機快門的彈簧鋼絲(sī)等等,雖然沒有(yǒu)統一的标準分類名稱,這些鋼(gāng)絲的品質要求是不同.彈簧鋼絲也可以按制造工藝分類,如(rú)生拉(lā)彈簧鋼絲(拉拔前不經(jīng)過鉛浴淬火處理)、鉛淬火彈簧鋼(gāng)絲、鍍鋅彈簧鋼(gāng)絲、油淬火彈簧鋼絲等.
彈簧鋼絲的(de)使用特性和用途
彈簧在彈性範(fàn)圍内使用,卸載後應回(huí)複到原來位(wèi)置(zhì),希望塑性變形越小越好,因此鋼絲(sī)應具(jù)有(yǒu)高的彈性極限,屈服強度和抗拉強度.屈強比越高,彈性極限就(jiù)越(yuè)接近抗拉強(qiáng)度,因而越能提高強(qiáng)度利用率(lǜ),制成的彈簧(huáng)彈力越強.
彈簧通常在交變應力作用下長期工作,因此要有很高(gāo)的疲勞極限,以及(jí)良好的抗蠕變和抗松弛(chí)性能.
在特定環境中使用的彈簧,對鋼絲還會有一(yī)些特殊要求,例如:在腐蝕介質中使(shǐ)用的彈簧,必(bì)須有良好的抗腐蝕性(xìng)能.精密儀(yí)器中使用(yòng)的彈簧,應(yīng)具有長期穩定性和靈敏性,溫度系數要低,品質因素(sù)要高,後效作用要小,彈性模(mó)量要恒(héng)定(dìng).在高溫條件下工作的彈簧,要求在高溫時仍能保持足夠的彈性(xìng)極限和良好的抗蠕(rú)變性能等.
彈簧依靠彈性變形吸收沖擊能量,所以彈(dàn)簧鋼絲不一(yī)定要(yào)有很高的塑性,但(dàn)起碼要(yào)有能承受彈簧成型的塑性,以及足夠的能承受沖擊能(néng)量的(de)韌性.
此外,還應考慮(lǜ)彈簧鋼絲(sī)的成形工藝和熱處理工藝.冷拉彈簧鋼絲(sī)和油淬火回火彈(dàn)簧鋼絲都以供貨狀态鋼絲直接繞制彈簧,彈簧成形後經消除應力(lì)處理直接使用.冷拉(lā)彈簧鋼絲的抗拉強度要略高于(yú)油淬火回(huí)火鋼絲.大規格冷(lěng)拉鋼絲彈力太大,繞制彈簧(huáng)很困(kùn)難,所以冷拉彈簧鋼絲使用規(guī)格一般小(xiǎo)于8.0mm,油淬火回火鋼絲使用規格一般小于13.0mm.實際上直(zhí)徑13.0mm彈簧多(duō)選用輕拉狀态彈簧鋼絲,冷拉繞(rào)制成形後再淬回(huí)火(huǒ)使用.直(zhí)徑15.0mm以上鋼(gāng)絲大多采用加熱繞制工藝制簧.
簡(jiǎn)介
SPRING WIRE
彈簧鋼絲的強度按品種、标準和(hé)規格的不同,抗拉強度等級可在1000-3000兆帕範圍.
圓形彈簧鋼絲(sī)的直徑範圍在0.08-20毫米.
彈簧鋼絲的截面形狀一般為圓形,也有長方、方、卵形等形狀,成(chéng)品鋼絲一般是一卷卷交付,也有按直條(tiáo)交付的情況.
生産方法
不同類(lèi)型的彈簧鋼絲有不同的生産方法,共同特點(diǎn)都是需要一定的強度(dù)、高韌性(xìng)和良好的卷(juàn)簧(huáng)性能.
常用(yòng)各種彈簧鋼絲的工藝(yì)制作方法如下:
生拉彈簧鋼(gāng)絲工藝流程:(鋼)盤條(tiáo)--表面(miàn)處理(lǐ)-- 拉絲(床墊鋼絲可用此法(fǎ))
鉛淬火彈簧鋼絲:在(zài)盤條尺寸或冷拔的中間規格進行(háng)鉛浴淬火,然後再進行表面處理和拉絲.
鍍鋅彈簧鋼絲(sī):通常在成(chéng)品尺寸進行熱鍍或電鍍,也有采用(yòng)盤條酸洗熱鍍後冷拔到(dào)規定尺寸的.
表面處(chù)理:一般采用酸(suān)洗磷(lín)化,去除氧化鐵皮,形成磷化膜;也有少數采用機械方法處理.目的都是滿足冷拔拉絲工序的要求,獲(huò)得光潔的表面(miàn).對于要求(qiú)高疲勞壽(shòu)命的彈簧鋼絲,如氣門彈簧鋼絲,應對盤條進行扒皮處理,減少表層缺陷,如果鋼廠能在鋼坯上進行修磨,也有(yǒu)益于減少缺陷.
油淬火彈簧鋼(gāng)絲:根據需要可采用碳鋼或合金鋼,表面處理并冷(lěng)拔(bá)至成品尺寸(cùn)後進行淬火回火處理,這種工藝在汽車懸挂簧及氣門簧用鋼絲上用得較(jiào)多,普通彈(dàn)簧當然也可以用.
拉絲:成(chéng)品拔程的拉拔工藝對産品性能的影響很大,一般采用90%左右的較大的總減面率(見面積減縮率)和較小的道次減面率(約10%-20%),以保證産品的(de)韌性.對于高強度彈(dàn)簧(huáng)鋼絲,拉拔時應控(kòng)制各道次鋼絲的出口溫度低(dī)于150℃,防(fáng)止鋼(gāng)絲因産生應變時效而出現扭轉裂紋,這是造成鋼(gāng)絲報廢的主要缺陷.為此,拉拔時必須有良好的潤(rùn)滑和充分的冷卻,采用較小的道次減面(miàn)率和拉拔速度有助于減少鋼絲的溫升. 熱處理(lǐ):碳鋼彈簧鋼絲常用鉛浴淬火工藝,可獲得非常(cháng)細小(xiǎo)的珠光體組織(索(suǒ)氏體),對于改善深度拉拔性能及彈簧性(xìng)能都是(shì)有益(yì)的,鉛浴的(de)替代工(gōng)藝流化床還未推(tuī)廣,目前在一些小直徑上有應用.合(hé)金鋼絲一般采用退火熱處理,使顯微組織适應拉拔變形.不鏽鋼絲的熱處理采(cǎi)用固溶處理,其目的也是改善組織以适應拉拔的需要.油淬火工藝用(yòng)在成(chéng)品鋼絲上,采用感應加熱或燃氣、燃油(yóu)加熱爐,将鋼絲加熱至奧氏體化溫度保溫一段(duàn)時間,淬火後再進行一次中溫回火.雖然名義上叫油淬火,基(jī)本上都采用水淬火(huǒ)或加高分子材料的水淬火.
分類
五金彈(dàn)簧根據運行狀态可分為靜态簧和動态簧.靜态彈簧指服役(yì)期振動次數有限的彈簧,如安全閥彈簧,彈簧墊,秤盤彈簧,定(dìng)載荷彈簧,機械彈簧(huáng),手表遊絲等.動态彈簧指(zhǐ)服役期振動次數達1×106次以上的彈簧(huáng),如發動機(jī)閥門彈簧,車輛懸挂簧,防震彈簧,聯(lián)軸器彈簧,電梯緩沖彈簧(huáng)等.靜态彈(dàn)簧選材時主要考慮抗拉強度和穩定性,動态彈簧選材時主(zhǔ)要考慮疲勞,松弛及共振性能.
彈簧根據負荷狀況(kuàng)可分為輕載荷、一般(bān)載荷和重(zhòng)載荷三種狀态.輕載荷指承受靜态應力,應力較低,變形量較(jiào)小的彈簧,如安全裝置用彈簧,吸收(shōu)振動(dòng)用彈簧等.設計使用壽命103~104次.
一般載荷指設計壽命105~106次,在(zài)振動頻率300次/min條件下使用的普通彈簧.在許用應力範圍内,壽命保證1×106次,載荷應力越低,壽命越(yuè)長.
重載荷指長時間工作、振(zhèn)動頻繁的彈簧.如(rú)閥門彈(dàn)簧,空氣錘、壓力機、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(yòu)使用,使用壽命大于1×106次,通常為107次.
