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性能要求
彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內的優質碳素結構鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加硅含量Wsi提高性能;另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來,結合中國資源,并根據汽車、拖拉機設計新技術的要求,研制出在硅錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質量。
彈簧成型方法:對直徑或板簧厚度大于10 mm的大彈簧,可在比正常淬火溫度高出50~80℃的溫度熱成形,對直徑或板簧厚度小于8~10mm的小彈簧,常用冷拔彈簧鋼絲冷卷成形。。
常采用淬火中溫回火。對熱成形彈簧,可采用熱成形余熱淬火,對熱冷成形的彈簧,有時可省去淬火,中溫回火工藝,成形后只需進行200~300℃進行去應力退火即可。彈簧鋼熱處理后通常進行噴丸處理,其目的是在彈簧表面產生殘余壓應力,以提高彈簧的疲勞強度。
性能:
硬度為40~48HRC,有較高的彈性極限和疲勞強度,以及一定的塑性和韌性
彈簧是起緩沖,減振和儲能等作用。彈簧一般是在交變應力下工作,常見的破壞形式是疲勞破壞,因此,必須具有高的屈服點和屈強比(σs/ σb),彈性極限,抗疲勞性能,以保證彈簧有足夠的彈性變形能力并能承受較大的載荷。同時,彈簧鋼還要求具有一定的塑性與韌性,一定的淬透性,不易脫碳及不易過熱。一些特殊彈簧還要求有耐熱性,耐蝕性或在長時間內有穩定的彈性。
中碳鋼和高碳鋼都可作彈簧使用,但因其淬透性和強度較低,只能用來制造截面較小,受力較小的彈簧。合金彈簧鋼則可制造截面較大,屈服極限較高的重要彈簧
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彈簧淬火時常見的缺陷及防止措施:
(1)脫碳(降低使用壽命)--1、采用鹽浴爐或拄制氣氛加熱爐加熱。
2、采用快速加熱工藝。
(2)淬火后硬度不足,非馬氏體數量較多,心部出現鐵素體(產生和殘存變形,降低使用壽命)--
1、選用淬透性較好的材料。
2、改善淬火冷卻劑的冷卻能力。
3、彈簧進入冷卻劑的溫度應控制在Ar3以上。
4、適當提高淬火加熱溫度。
(3)過熱(脆性增加)--1、嚴格控制成型及淬火加熱溫度。2、加強淬火時的金相檢驗。
(4)開裂(脆性增加,嚴重降低使用壽命)--1、控制淬火加熱溫度。2、淬火時冷到250-300C時,取出空冷。3、及時回火。
(2)表面脫碳會顯著降什彈簧的疲勞強度,應按規定檢驗脫碳層的深度。
(1)鋼材的軋制表面往往就是制成彈簧后的表面,故不應有裂紋、折疊、斑疤、發紋、氣泡、夾層和壓入的氧化皮等。