拉伸弹簧对材质的要求有哪些？

拉伸弹簧对材质的要求有哪些？

随着弹簧的应用量增大，加工技术的提高，对弹簧材料提出了更多的要求拉伸弹簧主要是在高应力下的提高疲劳寿命和抗松弛性能方面；其次是根据不同的用途，要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等方面。为腊旦此，拉伸弹簧材料除开发了新品种外，另从严格控制化学成分，降低非金属夹杂，提高表面质量和尺寸精度等方面取得了有益的成效。连铸生产工艺在拉伸弹簧钢生产中已被广泛采用。连铸可通过电磁搅拌、低温铸造等技术减小钢的偏析，减小二次氧化，改善表面脱碳，使组织和性能稳定、均匀。采用分列式全连续轧机，可提高尺寸精度，表面质量，同时也可使钢材沿长度显微组织均匀。在轧制过程中为了保证产品的表面质量采用在线自动检测和控制。为了适合变截面弹簧扁钢生产而开发了奥氏体轧制成形新工艺，即先芹局蔽将钢加热到奥氏体区再急冷至亚稳奥氏体区进行塑性加工并淬火处理。玖胜生产的拉伸弹簧常用的材料主要有碳素弹簧钢，这种价格比较便宜，但是弹性极限低;低锰弹簧钢，具有较好的强度和淬透性，但是淬火后易产生裂纹;硅锰弹簧钢，弹性极限有了提高，还具有很好的力学性能，铬钒钢，韧性和强度都是比较好的，价格也稍贵。这种拉伸弹簧（例如65、70号钢等）的优点是价格便宜，原材料来源方便，缺点是弹性极限低，多次重复变形后易失去弹性，并且不能再130度的温度下正常工作。低锰弹簧钢这种弹簧钢（如65Mn）与碳素弹簧钢相比，优点是淬透性较好和强度较高；缺点是淬火后嫌州容易产生裂纹及热脆性。但由于价格便宜，所以一般机械上常用于制造尺寸不打的弹簧，例如离合器弹簧等。 

合金弹簧钢：合金弹簧弹钢是用于制造制弹簧或者其他弹性零件的钢种。弹簧一般搏腔世是在交变应力下工作，常见的破坏形式是疲劳破坏，因此，合金弹簧钢必须具有高的屈服点和屈强比（σs/σb）、弹性极限、抗疲劳性能，以保证弹簧有圆隐足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。同时，合金弹簧钢还要求具有一定的塑性与韧性，一定的淬透性，不易脱碳及不易过热基肢。一些特殊弹簧还要求有耐热性、耐蚀性或在长时间内有稳定的弹性。中碳钢和高碳钢都可作弹簧使用，但因其淬透性和强度较低，只能用来制造截面较小、受力较小的弹簧。合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服极限较高的重要弹簧。

这种钢（例如60Si2Mn）中因为加入了硅，所以可以显著提高弹性极限，并提高了回火稳定性，因而可以在更高的温度下回火，从而得到良好的力学性能。硅锰弹簧钢在工业上得到了广泛的应用，一般用于制造汽车，拖拉机的螺旋弹簧等 铬钒钢这种钢（例如50CrVA）中加入钒的目的是细化组织颤弊，提高钢的强度和韧性。这种材料的奶疲劳和抗冲击性能良好，并能再-40度——210度的温度下可靠的工作，但价格较贵。多用于要求较高的场合，茄闭族如用于制造航空态咐发动机调节系统中的弹簧。

弹簧的热处理是什么？

为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9％之间,由于碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过10-15mm的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75％之间,加入的合金元素有Mn ,Si ,W ,V ,Mo等。它们的主要作用是提高淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr ,W ,Mo还能提高钢的高温强度。 在热状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以上) 在冷状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以下) 热成型弹簧的热处理工艺--用这种方法成型弹簧多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧则大多数是在热成型后再进行热处理。这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组悉宏织为回火托氏体。这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。 冷成型弹簧的热处理工艺--对于用冷轧钢板、钢带或冷拉钢丝制成的弹簧,由于茄陆吵冷塑性变形使材料强化,己达到弹簧所要求的性能。故弹簧成型后只需在250C左右范围内,保温30min左右的去应力处理,以消除冷成型弹簧所产生的内应力,并使弹簧定型即可。 耐热弹簧钢的热处理--内燃机的气阀弹簧是在较高温度下工作,有的还存在腐蚀性气氛,因此必须选用特殊的弹簧钢和合适的热处理规范。 弹簧淬火时常见的缺陷及防止措施 (1)脱碳(降低使用寿命)--1、采用盐浴炉或拄制气氛加热炉加热。2、采用快速加热工艺。 (2)淬火后硬度不足,非马氏体数量较多,心部出现铁素体(产生和残存变形,降低使用寿命)--1、选用 淬透性较颤侍好的材料。2、改善淬火冷却剂的冷却能力。3、弹簧进入冷却剂的温度应控制在Ar3以上。4、 适当提高淬火加热温度。 (3)过热(脆性增加)--1、严格控制成型及淬火加热温度。2、加强淬火时的金相检验。 (4)开裂(脆性增加,严重降低使用寿命)--1、控制淬火加热温度。2、淬火时冷到250-300C时,取出空冷。

质量检查： 热处理前： (1)钢材的轧制表面往往就是制成弹簧后的表面,故不应有裂纹、折叠、斑疤、发纹、气泡、夹层和 压入的氧化皮等。 (2)表面脱碳会显著降什弹簧的疲劳强度,应做答按规定检验脱碳层的深度。 热处理后 (1)肉眼或低倍放大镜观察弹簧表的不应有裂纹、腐蚀麻点和严重的淬纯颂慧火变形。 (2)硬度及其均匀性符合规定。大量生产时,允许用锉刀抽检硬度,但必须注意锉痕位置应不影响弹簧 的最后精度。 (3)金相组织应是托氏体或托氏体和索氏体的混合组织。 (4)板簧装配后,通常还要进行工作载荷下的永久变形以及静载挠度试验。

大型弹簧在热状态加工成型随即淬火--回火，中型弹簧在冷状态加工成型（原材料要求球化组织或大部分球化），再淬火--回火，小型弹簧用冷轧钢带、冷拉樱胡钢丝等冷态加工成型后，低温回火。

提高弹簧质量的措施： (1)形变热处理--将钢的变形强化与热处理强化两者举薯结合起来,以进一步提高钢的强度和韧性。形变热处理有高、中、低温之分。高温形变热处理是在奥氏体状态下产生形变后立即淬火,也可与锻造或热轧结合起来,即热成型后立即淬火。形变热处理己应用于汽车板簧生产中。 (2)弹簧的等温淬火--对于直径较小或透透性足够的弹簧可采用等温淬火,它不仅能减少变形,而且还能提高强韧性,在等温淬火后最好再进行一次回火,可提高弹性极限,回火温度与等温淬火温度相同。 (3)弹簧的松弛处理--弹簧长时间在外力作用下工作,由于应力松弛的结果会产生微量的永久(塑性)变形,特别是高温工作的弹簧,在高温下应力松弛现象更为严重,使弹簧的精度降低,这对于一般精密弹簧是不允许的。因此,这类弹簧在淬火,回火后应进行松弛处理--对弹簧稿碰预先加载荷,使其变形量超过弹簧工作时可能产生的变形量。然后在高于工作温度20C的条件下加热,保温8-24h。 (4)低温碳氮共渗--采用回火与低温碳氮共渗(软氮化)相结合的工艺,能显著提高弹簧的疲劳寿命及耐蚀性,此工艺多用于卷簧。 (5)喷丸处理--划痕、折叠、氧化脱碳等表面缺陷往往会成为弹簧工作时应力集中的地方和疲劳断裂键答谈源。若用细小的钢丸高速喷打弹簧表面,不仅改善弹簧表面质量,提高表面强度，并使表面处于压应力状态,从而提高弹簧疲劳强度和使用寿命。 操作注意事项 (1)热处理前检查表面是否有脱碳、裂纹等缺陷。这些表面缺陷将严重地降低弹簧的疲劳极限。 (2)淬火加热应特别注意防止过热和脱碳,做好盐浴脱氧,控制炉气气氛,严格控制加热温度与时间。 (3)为减少变形,弹簧在加热时的装炉方式,夹具形式和冷却时淬入冷却方法。 (4)淬火后要尽快回火,加热要尽量均勺。回火后快冷能防止回火脆性和造成表面压应力,提高疲劳强度。