彈簧用材(cái)的發展

2017-6-14 10:56:11

永嘉(jiā)縣三和彈簧(huang)有限公司 https://aadj.cc/

（1）彈簧(huang)鋼生産工藝(yì)的發展為了(le)提高彈簧鋼(gāng)的質量，工業(yè)♉發達🌈國家已(yǐ)普通采用爐(lu)外精煉技術(shu)、連鑄工藝、新(xin)型軋制和在(zai)線自動檢測(cè)及控制設備(bèi)等。

為了保證(zhèng)鋼的化學成(cheng)分，降低氣體(tǐ)和各種非金(jīn)屬加✔️夾物的(de)含量，采用大(dà)容量電爐或(huò)轉爐熔煉，采(cǎi)用爐外鋼包(bao)精煉，使氧含(han)量（質量分數(shù)）降至（0.0021~0.0010）%，生産出(chū)超純淨鋼✌️，從(cong)而大大提高(gāo)💯了彈簧🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的設(she)計和工作應(yīng)力。

連鑄生産(chan)工藝在彈簧(huáng)鋼生産中已(yǐ)被廣泛采用(yong)。連鑄可通♋過(guo)電磁攪拌、低(dī)溫鑄造等技(ji)術減小鋼的(de)偏💋析，減小二(èr)次氧化，改善(shàn)表面脫碳，使(shi)組織和性能(néng)穩定、均勻。

采(cai)用分列式全(quán)連續軋機，可(kě)提高尺寸精(jīng)度，表面質🈲量(liàng)，同時❗也㊙️可✏️使(shǐ)鋼材沿長度(du)顯微組織均(jun)勻。在軋制過(guò)程中為了保(bao)證産品的表(biao)面質量采用(yong)在線自動檢(jiǎn)測和控制。為(wéi)💛了适合變截(jié)面彈簧扁🌍鋼(gāng)生産而開發(fa)了奧氏體軋(zhá)制成♉形新工(gong)藝，即先将鋼(gāng)加熱到奧⭕氏(shi)體區再急冷(leng)至亞穩奧📧氏(shi)體區進行塑(sù)性加工并淬(cui)火處理。這種(zhong)工藝可使鋼(gang)在不降低塑(sù)性的🈲同時㊙️提(ti)高強度。此外(wai)還💰有通過軋(zha)後在線熱處(chu)理和表面♉硬(yìng)化處理來提(tí)高彈簧鋼的(de)性能等。

（2）合金(jīn)鋼的發展合(he)金元素的主(zhu)要作用是提(ti)高力學性能(neng)，改善工藝性(xing)能及賦予某(mǒu)種特殊性能(néng)。氣門彈🏃簧和(hé)懸架彈簧已(yǐ)廣泛應💛用SiCr鋼(gāng)。Si是抗應力松(song)弛最好的合(hé)金元素，在SiCr鋼(gāng)中添加V、Mo形成(cheng)SiCrV和SiCrMo鋼，可🏃🏻以提(tí)高疲勞壽命(mìng)和抗松弛性(xìng)能。同時SiCr拉拔(bá)鋼絲，其在高(gāo)溫下工🏃🏻作時(shi)的抗松弛性(xing)能，比琴鋼絲(si)和重要用途(tú)碳素彈㊙️簧鋼(gāng)絲要好。随着(zhe)發動機高速(su)小型化，抗顫(chàn)振性能🈲好、質(zhi)量輕、彈性模(mó)🔴量小的Ti合金(jīn)得到了較為(wei)廣泛的應🔞用(yong)，其強度可達(dá)2000 MPa。

（3）低碳奧氏體(ti)鋼的發展低(di)碳奧氏體鋼(gang)38SiMnB是我國自主(zhu)研發的一種(zhǒng)新型的高性(xìng)能彈簧鋼，在(zai)此基礎上開(kai)發的38SiMnVBE更具優(yōu)越性，具有高(gao)強韌性、高淬(cuì)透性、高應用(yong)性和高性能(néng)比。在進行超(chao)細晶粒控制(zhi)軋制後，其抗(kàng)🐕拉強度 =（2030~2140）MPa，屈服(fu)強度 =（900~2010）MPa，伸長率(lü) =（12~15）%，面縮率 =（48~55）%。為少(shao)片變截面闆(pǎn)🌈彈簧提供了(le)高性能的材(cái)料。

（4）不鏽鋼的(de)發展我國是(shi)生産不鏽鋼(gang)的大國，随着(zhe)不鏽鋼的生(sheng)産發展，自然(ran)也開發了不(bú)少品種，目前(qián)已達50多種，，基(jī)本滿足了國(guó)内生産發展(zhan)的需要，對當(dang)前🧑🏾‍🤝‍🧑🏼開發的一(yi)些新品種作(zuò)☔簡要說明。

2）含氮(dan)不鏽鋼的發(fa)展。在不鏽鋼(gang)中以氮代碳(tàn)取得了成果(guǒ)。在奧氏🐕體不(bu)鏽鋼中N和C有(yǒu)許多共同特(te)性。N穩定奧氏(shì)體的作用比(bi)Ni大，與C相當。N與(yu)Mn結合能取代(dai)比較貴✨的Ni。

在(zài)奧氏體中N也(yě)是最有效的(de)固溶強化元(yuan)素之一。N與Cr的(de)♻️親和🧑🏾‍🤝‍🧑🏼力要比(bi)C與Cr的親和力(li)小，奧氏體鋼(gang)很少見到Cr2N的(de)析出。因此N能(néng)📐在不降低耐(nai)蝕性能的基(ji)礎上，提高不(bú)鏽鋼強度。

3）超(chāo)強鐵素體不(bu)鏽鋼的發展(zhan)。鐵素體不鏽(xiu)鋼具有良好(hǎo)的🥵腐㊙️蝕性能(néng)和抗氧化性(xìng)能，其抗應力(li)腐蝕性能優(you)于奧氏體不(bú)鏽鋼。價格比(bǐ)奧氏體不鏽(xiu)鋼便宜。但存(cun)在可焊性差(cha)、脆性傾向比(bǐ)較大的缺點(diǎn)，生産和使♊用(yong)受到限制。通(tong)過降低鋼中(zhong)的碳和氮的(de)含量，添加🆚Ti、Nb、Zr、Ta等(deng)穩定化元素(sù)，添加Cu、AI、V等焊縫(feng)金屬韌化元(yuan)素三種途🌏徑(jìng)，可以改善鐵(tiě)素體鋼的可(ke)焊性和脆性(xìng)。

4）超級奧氏體(tǐ)鋼的發展。超(chao)級奧氏體鋼(gang)指Cr、Mo、N含量顯着(zhe)高于常規不(bu)🥵鏽鋼的奧氏(shi)體鋼。其中比(bǐ)較着名的是(shi)含6% Mo的鋼（245S Mo）。這類(lei)鋼具有非常(chang)好的耐局部(bù)腐蝕性能，在(zài)海水、充氣、存(cun)在縫隙、低速(sù)沖刷條件下(xià)，有良好的抗(kang)點蝕性能（PI 40）和(hé)較好的抗應(yīng)力腐蝕性能(neng)，是Ni基合金和(he)钛合金的代(dài)用材料。

5）超馬(ma)氏體不鏽鋼(gang)的發展。傳統(tong)的馬氏體不(bú)鏽鋼2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺乏(fa)足夠🔴的延展(zhan)性，在冷頂鍛(duan)變形過程中(zhōng)對應力十分(fen)敏感，冷加工(gōng)成形比較困(kun)難。加之鋼的(de)可焊性☀️比較(jiào)差，使用範圍(wéi)受到限制。為(wéi)克服馬氏體(ti)鋼的上述不(bú)足，近🏃‍♂️來已找(zhǎo)到一種有效(xiào)途徑，就是通(tōng)過降低鋼的(de)C、Ti含量，增加Ni含(hán)量，開發一個(gè)新系列合金(jīn)鋼——超馬💃🏻氏體(tǐ)鋼。這類鋼抗(kàng)拉強度高，延(yan)展性好，焊接(jie)性能也得到(dào)改善，因此超(chao)馬氏體鋼又(you)稱為🈲軟馬氏(shi)體鋼或可焊(hàn)接馬氏體鋼(gāng)。

（5）彈簧鋼絲的(de)發展彈簧鋼(gāng)絲經過100多年(nián)的發展，工藝(yi)技術🚩經❄️曆了(le)由鉛淬火到(dào)油淬火，現又(you)發展到感應(ying)加熱淬火。再(zài)加上工藝技(jì)術裝備不斷(duan)創新和完善(shàn)，品種質量不(bu)斷更新。近來(lai)開發的閥門(mén)用彈簧鋼絲(si)🌏感應加熱淬(cuì)火和回㊙️火處(chù)理工藝，試驗(yan)證明，由于感(gan)應加熱時間(jian)短，淬火組織(zhi)細小，鋼絲表(biao)面幾乎沒有(you)🐆脫碳層，所以(yi)其塑性、韌性(xing)、抗松弛性、斷(duàn)裂韌性、延遲(chí)斷裂抗力、疲(pi)勞壽命等都(dou)🔴比油淬火回(hui)火鋼絲有較(jiao)大提高。

另一(yi)種研究取得(dé)成效的超細(xi)晶粒形變熱(re)處理鋼💋絲已(yi)能實地應用(yong)，超細晶粒形(xing)變熱處理是(shì)組織超細化(hua)💋與形變熱🧡處(chù)理相結合的(de)一種複合強(qiáng)韌化工藝。它(tā)既可提高鋼(gāng)絲的力學性(xing)能，同時又能(néng)改善鋼絲的(de)表面質量。材(cái)料表面質量(liàng)對疲勞性能(neng)影響很大。為(wei)了保證表面(miàn)質量，對有特(te)殊要求的材(cai)料采用剝皮(pí)工藝，将表層(ceng)去掉0.1mm。對0.5mm深度(dù)✌️的缺陷采用(yong)渦流探傷。對(dui)拔絲過程表(biǎo)📞面産生⛹🏻‍♀️的凹(ao)凸不平，可用(yong)電解研磨✉️，使(shi)表面粗糙度(dù)降到 =（6.5~3.4） m。

（6）不鏽鋼(gāng)絲的發展近(jin)年來國外不(bú)鏽彈簧鋼絲(sī)生産發展較(jiao)快。國🏃‍♀️内需求(qiu)量增大的品(pǐn)種主要為1Cr18Ni9和(hé)0Cr17Ni7AI。

先進的鋼絲(sī)生産工藝流(liu)程特點是盤(pán)條首先剝皮(pí)處理，去👅除熱(rè)加工在表面(mian)造成的缺陷(xiàn)，除第一次固(gu)溶處理後要(yao)進行酸洗外(wài)📧，整個冷加工(gōng)過程均保持(chi)光亮表面。

随(suí)着工藝的發(fa)展，不繡鋼絲(sī)生産流程進(jin)一步簡化，将(jiāng)部💰分💞原屬金(jīn)屬制品行業(ye)質量控制簡(jiǎn)化，轉換為對(duì)盤條質量的(de)🐇要求。在粗拉(lā)絲機後，應用(yòng)清潔球擦拭(shi)和水中清洗(xǐ)，去除表面塗(tu)層🤞和殘餘潤(rùn)滑膜。在光亮(liang)熱處理💯前配(pèi)備電解酸洗(xǐ)、堿中和、水沖(chòng)洗和烘幹🏃🏻裝(zhuāng)置，徹底去除(chu)鋼絲表面油(yóu)污，改善表面(mian)質量。

（7）形狀記(ji)憶合金的開(kāi)發目前在彈(dàn)簧方面有應(yīng)用前途的單(dān)向🔞形狀記憶(yì)合金，以50Ti和50Ni性(xìng)能最好。形狀(zhuàng)記憶合金💁制(zhi)成的彈簧，受(shòu)🌈溫度⭐的作用(yong)可伸縮。主要(yao)用于🤩恒溫、恒(héng)載荷、恒變形(xing)量的控制🔞系(xì)統中。由于是(shì)靠彈簧伸縮(suo)推動執行機(ji)構，所以彈簧(huang)的工作應力(lì)變化較大。

（8）陶(tao)瓷的應用陶(tao)瓷的彈性模(mo)量高，斷裂強(qiang)度低，适用于(yú)變形不大的(de)地方。目前正(zheng)在開發的有(yǒu)耐熱、耐磨、絕(jué)緣性好的陶(táo)瓷，應用的💃有(yǒu)超塑性鋅合(he)金（SPZ），在常溫下(xià)具有高的強(qiáng)度。另外，還有(you)高👨‍❤️‍👨強度的⛱️氮(dàn)化矽，能耐高(gāo)溫，可達1000℃。但陶(táo)瓷彈🌈簧不适(shì)用于在沖擊(jī)載荷下工作(zuo)。

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