按照化學(xué)成分分類
根據(jù)GB/T 13304 標準,彈簧鋼按照其化學(xué)成分分為非合金彈簧鋼(碳素彈簧鋼)和合金彈簧鋼。 1.碳素彈簧鋼 碳素彈簧鋼的碳含量(質(zhì)量分數(shù))一般在0.62%~0.90%。按照其錳含量又分為一般錳含量(質(zhì)量分數(shù)) (0.50%~0.80%)如65、70、85和較高錳含量(質(zhì)量分數(shù)) (0.90~1.20%),如65Mn兩類。 2.合金彈簧鋼 合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上,通過適當加入一種或幾種合金元素來鋼的力學(xué)性能、淬透性和其他性能,以滿足制造各種彈簧所需性能的鋼。 合金彈簧鋼的基本組成系列有,硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、鉻錳彈簧鋼、鉻釩彈簧鋼、鎢鉻釩彈簧鋼等。在這些系列的基礎(chǔ)上,有一些牌號為了其某些方面的性能而加入了鉬、釩或硼等合金元素。 此外,還從其他鋼類,如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、工具鋼、不銹鋼,選擇一些牌號作為彈簧用鋼。 彈簧鋼是指由于在淬火和回火狀態(tài)下的彈性,而專門用于制造彈簧和彈性元件的鋼。鋼的彈性取決于其彈性變形的能力,即在規(guī)定的范圍之內(nèi),彈性變形的能力使其承受的載荷,在載荷去除之后不出現(xiàn)變形。-邦福金屬材料行 彈簧鋼應(yīng)具有優(yōu)良的綜合性能,如力學(xué)性能(是彈性限、強度限、屈強比)、彈減性能(即彈性減退性能,又稱松弛性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學(xué)性能(耐熱、耐低溫、氧化、耐腐蝕等)。為了滿足上述性能要求,彈簧鋼具有優(yōu)良的冶金質(zhì)量(高的純潔度和均勻性)、良好的表面質(zhì)量(嚴格控制表面缺陷和脫碳)、的外形和尺寸。 根據(jù)GB/T 13304《鋼分類》標準,按照基本性能及使用特性一,彈簧鋼屬于機械結(jié)構(gòu)用鋼;按照質(zhì)量等級,屬于質(zhì)量鋼,即在生產(chǎn)過程中需要嚴格控制質(zhì)量和性能的鋼。按照我國習(xí)慣,彈簧鋼屬于鋼,制作彈簧鋼的時候技術(shù)要求比較高,技術(shù)的過硬直接決定品質(zhì)的高低。
1. 熱處理
彈簧鋼要求較高的強度和疲勞限,一般在淬火+中溫回火的狀態(tài)下使用,以獲得較高的彈性限。熱處理工藝技術(shù)對彈簧內(nèi)在質(zhì)量有著的影響。因此,如何進一步彈簧疲勞壽命,需進一步研究,尤其是化學(xué)表面改性熱處理、噴丸強化等都對彈簧疲勞壽命產(chǎn)生重要影響。為進一步強化氣門彈簧的表面強度、增加壓應(yīng)力、疲勞壽命,氣門彈簧成形后,要進一步經(jīng)過滲氮、低溫液體碳氮共滲或硫氮共滲處理,然后經(jīng)噴丸強化。例如,日本將f4mm的si-cr油淬鋼絲經(jīng)450℃×4.5h低溫體碳氮共滲與經(jīng)400℃×15min中溫回火進行對比,其疲勞限可240mpa。氮的滲入,不消除了脫碳的不良影響,而且還了殘余壓應(yīng)力,同時經(jīng)滲氮和低溫液體碳氮共滲的氣門彈簧高溫強度,150℃時的變形量為0.2%(規(guī)定值為0.5%),250℃的變形量為0.56%,了氣門彈簧的熱穩(wěn)定性和松弛穩(wěn)定性,但滲氮和液體碳氮共滲時間應(yīng)嚴格控制,否則會形成網(wǎng)狀硫化物和網(wǎng)狀氮化物,反而會降低其疲勞強度。 氣門彈簧強度的方法還可以選擇噴丸,經(jīng)生產(chǎn)實踐表面氣門彈簧噴丸可用兩種丸粒,一種直徑為0.8mm,其顯微硬度為720hv0.2,另一種直徑0.25mm,其顯微硬度為800hv0.2,三次噴丸可較好的強化效果,又可使表面質(zhì)量得到。
特性和應(yīng)用
1. 65 、70 、85: 可得到很度、硬度、屈強比,但淬透性小,耐熱性不好,承受動載和疲勞載荷的能力低 應(yīng)用廣泛,但多用于工作溫度不高的小型彈簧或不太重要的較大彈簧。如汽車、拖拉機、鐵道車輛及一般機械用的彈簧 65Mn 成分簡單,淬透性和綜合力學(xué)性能、脫碳等工藝性能均比碳鋼好,但對過熱比較敏感,有回火脆性,淬火易出裂紋 價格較低,用量很大。制造各種小截面扁簧、圓簧、發(fā)條等,亦可制氣門彈簧、彈簧環(huán),減振器和離合器簧片、剎車簧等。
2. 55Si2Mn 、60Si2Mn 、60Si2MnA 硅含量(Wsi)高(上限達2.00%), 強度高,彈性好。回火穩(wěn)定性好。易脫碳和石墨化。淬透性不高 。 主要的彈簧鋼類,用途很廣。制造各種彈簧,如汽車、機車、拖拉機的板簧、螺旋彈簧,汽缸閥簧及一些在高應(yīng)力下工作的重要彈簧,磨損嚴重的彈簧。 55Si2MnB 因含硼,其淬透性明顯 輕型、中型汽車的前后懸掛彈簧、副簧。 55Si2MnB 我國自行研制的鋼號,淬透性、綜合力學(xué)性能、疲勞性能均較60Si2Mn鋼好 主要制造中、小型汽車的板簧,使用,亦可制其他中等截面尺寸的板簧、螺旋彈簧 。
3. 60Si2CrA 60Si2CrVA 度彈簧鋼。淬透性高,熱處理工藝性能好。因強度高,卷制彈簧后應(yīng)及時處理消除內(nèi)應(yīng)力 制造載荷大的重要大型彈簧。60Si2CrA可制汽輪機汽封彈簧、調(diào)節(jié)彈簧、冷凝器支承彈簧、高壓水泵碟形彈簧等。60Si2CrVA鋼還制作重要的彈簧,如常規(guī)取彈鉤彈簧、破碎機彈簧。
4. 55CrMnA 60CrMnA 突出優(yōu)點是淬透性好,另外熱加工性能、綜合力學(xué)性能、脫碳性能亦好 大截面的各種重要彈簧,如汽車、機車的大型板簧、螺旋彈簧等。 5. 5.60CrMnMoA 在現(xiàn)有各種彈簧鋼中淬透性。力學(xué)性能、回火穩(wěn)定性等亦好 大型土木建筑、重型車輛、機械等使用的型彈簧。鋼板厚度可達35mm以上,圓鋼直徑可過60mm
6. 50CrVA 少量釩彈性、強度、屈強比和彈減力,細化晶粒,減小脫碳傾向。碳含量較小,塑性、韌性較其他彈簧鋼好。淬透性高,疲勞性能也好 各種重要的螺旋彈簧,適宜作工作應(yīng)力振幅高、疲勞性能要求嚴格的彈簧,如閥門彈簧、噴油嘴彈簧、氣缸脹圈、閥簧等
7. 60CrMnBA 淬透性比60CrMnA高,其他各種性能相似 尺寸更大的板簧、螺旋彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧等。
8. 30W4Cr2VA 度耐熱彈簧鋼。淬透性很好。高溫松弛和熱加工性能也很好 工作溫度500~C以下的耐熱彈簧,如汽輪機主蒸汽閥彈簧、汽封彈簧片、鍋爐閥彈簧、400t鍋爐碟形閥彈簧等。

提示:彈簧材料種類 彈簧材料使用廣者是彈簧鋼(SUP),其他依使用目的而有表A所列各種鋼或銅合金線。 表A 一般用于彈簧之材料 種 類 JIS編號 號 彈 簧 鋼 G 4081 SUP 硬 鋼 線 G 3521 SW 琴 鋼
彈簧材料種類
彈簧材料使用廣者是彈簧鋼(SUP),其他依使用目的而有表A所列各種鋼或銅合金線。
表A 一般用于彈簧之材料
種 類 JIS編號 號
彈 簧 鋼 G 4081 SUP
硬 鋼 線 G 3521 SW
琴 鋼 線 G 3522 SWP
油回火鋼線 — —
不 銹 鋼 線 G 4309 SUS—WH
黃 銅 線 H 3521 BsW
白 銅 線 H 3721 HSWS
磷 青 銅 線 H 3751 PBW
鈹 銅 線 H 3803 BeCuW
A.碳鋼及合金鋼:制造彈簧時,常加矽、錳、鉻、釩及鉬等金屬元素于鋼中以增加彈簧之彈性及疲勞限度,且使其耐沖擊。
a.大型彈簧多用熱作加工,即彈簧材料高溫軋成棒,再高溫加工成形后,淬火于780度~850度左右之油或水中,再施以400度~500度的溫度回火。
b.小型彈簧,先經(jīng)退火,再用冷作加工,捲成后再經(jīng)硬化回火,如鋼絲、琴鋼絲或鋼帶。
c.琴鋼絲是屬高炭鋼材(0.65~0.95%)制造,雜質(zhì)少,直徑常小于1/4時經(jīng)過軔化處理后在常溫抽成線,其機械性質(zhì)佳拉強度及軔性大,為優(yōu)良的螺旋彈簧材料。
d.不銹鋼線用于易受腐蝕處,承受高溫可用鋼及不銹鋼。
e.油回火線含碳量0.6~0.7%應(yīng)含錳,0.6~1.0%常用于螺圈彈簧,
f.板彈簧常用0.9~1.0%之普通鋼,其較者則使用鉻釩鋼及矽錳鋼。
2非鐵及非鐵合金鋼:
a.合金不能藉熱處理使之硬化,只須捲成即可。
b.作彈簧用銅合金者有磷青銅,黃銅等,彈性較鋼為劣燃耐蝕,一般使用于化學(xué)機器之彈簧,又因非磁性關(guān)係可使用于電氣測定器用彈簧。
c.孟納合金(Monel)為銅及鎳之合金,用于食品工業(yè),以K表示。
d.英高鎳合金(Inconel)(75%Ni,15%Cr,10t)在高溫(700度F以內(nèi))不會有松弛現(xiàn)象,用在鍋爐,渦輪機及引擎內(nèi)的彈簧。
3.橡皮彈簧:
a.功用為吸收震動及沖擊運動用。
b.樹脂材料中有很多亦可作為彈簧材料。





