一、優良的表面狀态和疲勞性能(néng):
彈簧工作時表面承受的應力最(zuì)大,而疲勞破壞往往是從鋼絲表面開始的,對于用在重要場合的彈簧如氣門彈簧、閥門彈簧及懸架彈簧都要求有幾百萬次(cì),幾千(qiān)萬次甚至更(gèng)長的循環壽命,這就對材料的疲勞性能提出了很高(gāo)的要求。
影響材料疲勞性能的因素很多,如材料的化學成分、硬度、鋼材的純淨程度、表面質量(liàng)和金(jīn)相組織等,尤為重(zhòng)要的(de)是材料的(de)表面質量(liàng)。
材料的表面缺陷(xiàn),如裂紋(wén)、折疊、鱗皮(pí)、鏽蝕、凹坑、劃(huà)痕和(hé)壓痕等,都易使彈(dàn)簧在工作過程中造成應力集中。其應力集中(zhōng)的部(bù)位常常是造成疲(pí)勞破壞(huài)的疲勞源。
疲勞源還易在表面(miàn)脫碳的部位首先(xiān)發(fā)生,因此嚴格控制脫碳層深度也是一個很重要的質量指标。
為提高彈簧材料的表面質量,可以對材(cái)料表面進行磨光或(huò)抛光,在鋼絲拉拔前采(cǎi)用(yòng)剝皮工藝剝除一層材料表皮,這樣可以(yǐ)将大部分表面缺陷去掉。彈簧熱處理時可采用控制氣氛或真空熱(rè)處理(lǐ),防(fáng)止表面脫碳和氧(yǎng)化(huà)。
二、高的強度:
為提高彈簧抗疲(pí)勞(láo)破壞和抗松(sōng)弛的能力,彈簧材料應具有高的屈服(fú)強度 與(yǔ)彈性極限(xiàn) ,尤其要有高的屈強比。在通常情況下,材料的彈性極限與屈服強度成正(zhèng)比,因此彈簧設計和制造者總是希望材料具有高的屈服(fú)強度.而彈簧材料的抗拉強度 和屈服強度 較接近(jìn),如冷拔碳素鋼(gāng)絲的 約為 的90%左右:由于抗拉強度比屈服強度容易測得,在材料交(jiāo)貨中提供的都是抗拉強度,故在設計制造時一般都用抗拉強度作(zuò)為依據(jù)。但材料的抗拉強(qiáng)度并不(bú)是越高越好,強度過高會降低材料的塑性和韌性,增加脆性傾向。材料抗拉強度(dù)的高低與(yǔ)其化學成分、金相組織、熱(rè)處理狀況、冷(lěng)加工(拉拔或軋制)程度及其他強化工藝等因素有關。抗拉強度與疲勞強度(dù)也有一定的(de)關系,當材料的在1600MPa以下時,其疲勞強度随(suí)抗拉(lā)強度的增高而增高。
三(sān)、良好的塑性和韌性:
在彈簧制造過程中材(cái)料需經受不(bú)同程度的加(jiā)工變形,因此要求材料具有一(yī)定的塑性。例如(rú)形狀(zhuàng)複雜的拉伸(shēn)和扭(niǔ)轉彈簧的鈎(gōu)環及扭臂,當曲率半徑(jìng)很小時,在加工卷繞或(huò)沖壓彎曲成形時,彈簧材料均不得出現裂(liè)紋、折損等缺陷。同(tóng)時彈簧在承受沖擊載(zǎi)荷或變載荷時,材料應具有良好的韌性,這樣對(duì)提高彈(dàn)簧的使(shǐ)用壽命會有很(hěn)大的(de)裨(bì)益。
四、嚴格的尺(chǐ)寸(cùn)精度:
許多彈簧(huáng)對負荷精(jīng)度有較高的要求,如氣門(mén)彈簧的負荷偏差不得大(dà)于規定負荷的5%—6%,以具(jù)有圓鋼絲的拉(lā)、壓彈簧(huáng)為例,如果鋼絲直徑(jìng)偏差為1%,負荷就會産生4%左右的偏差。由此可見,嚴格的(de)尺寸精度(dù)對保證(zhèng)彈簧的質量也是(shì)十分重要的。
五、好的均(jun1)勻性:
對材料(liào)的均勻性要求是指對材料的化學(xué)成(chéng)分(fèn)、力學性能、尺寸偏差(chà)等各項指标要求均勻和穩(wěn)定一緻。如果材料各方面性能不一緻,會給彈簧生産(chǎn)帶來很大(dà)的困難,造成産品幾何尺寸、硬度(dù)、負荷等參數的離(lí)散性,嚴重的不均勻性甚至(zhì)會造成廢品(pǐn)。
了滿(mǎn)足上述性能要求(qiú),彈簧鋼必須具有(yǒu)優良的冶金質量,包括嚴格控制的(de)化學成分、高的純潔度、低的雜質含量(liàng)、低的非金屬夾雜物含量,并控制其形(xíng)态、粒度和。
此(cǐ)外還要求鋼質的(de)均勻性和穩定性。彈簧鋼還應具有良好的表面質量和高精(jīng)度的外形(xíng)和尺寸。 在彈簧鋼生産中已廣泛采用連鑄。與模鑄相比,采用連鑄(zhù)可通過電磁攪拌、低溫鑄造等技術減小(xiǎo)鋼的偏析,提高鋼質的均(jun1)勻性;減少二次氧化,改善鋼的表面脫碳(tàn);使鋼的(de)組織和性能穩定、均勻(yún);提高收得率和生産效(xiào)率;與爐外精煉技術相(xiàng)配合(hé)降低氧含量和有(yǒu)效地控制鋼的化學成(chéng)分。
在對彈簧鋼材的(de)尺寸偏差、截面形狀(zhuàng)、表面質量和沿鋼材(cái)長度顯微組織均勻性的要求(qiú)不斷(duàn)提高的情況下,國外廣泛采用了縱(zòng)列式全連續軋機,并不斷改進(jìn)以實(shí)現高速、無扭、無(wú)張力(lì)軋制。為了保證(zhèng)鋼材尺寸精度采用短應力線或預(yù)應力軋機。
關鍵詞:不鏽鋼(gāng)彈簧
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