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1. 熱處理
彈簧鋼要求較高的強度和疲勞極限，一般在淬火+中溫回火的狀態(tài)下使用，以獲得較高的彈性極限。熱處理工藝技術(shù)對彈簧內(nèi)在質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。因此，如何進一步提高彈簧疲勞壽命，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、提高疲勞壽命，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，其疲勞極限可提高240mpa。氮的滲入，不僅消除了脫碳的不良影響，而且還提高了殘余壓應(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提高，150℃時的變形量為0.2%(規(guī)定值為0.5%)，250℃的變形量為0.56%，提高了氣門彈簧的熱穩(wěn)定性和抗松弛穩(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。
氣門彈簧提高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800hv0.2，三次噴丸可達到較好的強化效果，又可使表面質(zhì)量得到改善。
2. 合金化
碳是鋼中的主要強化元素，對彈簧鋼的影響往往超過其他合金元素。根據(jù)使用要求，彈簧鋼材料應(yīng)是中高碳的合金鋼。當今世界各國普遍采用的彈簧鋼，含碳量絕大部分在0.45%～0.65%。
為了克服彈簧鋼強度提高后韌性和塑性降低的難題，也有降低碳含量的趨勢。我國對低碳馬氏體彈簧鋼進行了深入的研究，如28mnsib、35mnsib等，其碳含量在0.30%左右。實踐表明，這些彈簧鋼可以在低溫回火的板條狀馬氏體組織下使用，有足夠強度和優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，尤其是塑性、韌性極好。日本研究開發(fā)的幾種高強度彈簧鋼，如uhs1900、vhs2000、nd120s、nd250s等，碳含量均在0.40%左右。
合金元素在彈簧鋼中的主要作用是提高力學(xué)性能、改善工藝性能及賦予某些特殊性能(如耐高溫、耐蝕)等。
很多彈簧鋼以硅為主要合金元素，它是對彈減抗力影響最大的合金元素，這主要是由于硅具有強烈的固溶強化作用；同時，硅能抑制滲碳體在回火過程中的晶核形成和長大，改變回火時析出碳化物的數(shù)量、尺寸和形態(tài)，提高鋼的回火穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)鋼材牌號中wsi為1.8%～2.2%，是現(xiàn)有標準中含硅最高的彈簧鋼。但硅含量如果過高，將促進鋼在軋制和熱處理過程中的脫碳和石墨化傾向，并且使冶煉困難和易形成夾雜物，因此，過高硅含量彈簧鋼的使用仍需慎重。
由于鉻能夠顯著提高鋼的淬透性，阻止si－cr鋼球化退火時的石墨化傾向，減少脫碳層，因此是彈簧鋼中的常用合金元素，以鉻為主要強化元素的彈簧鋼50crv使用較廣泛。
錳是提高淬透性最有效的合金元素，它溶入鐵素體中有固溶性化作用。研究表明，wmn必須大于0.5%，以使淬火時彈簧鋼心部完全較變?yōu)轳R氏體，但當wmn超過1.5%時，韌性明顯下降，這在選擇彈簧鋼時應(yīng)優(yōu)先考慮的。
鉬可以提高鋼的淬透性，防止回火脆性，改善疲勞性能，現(xiàn)有標準中加鉬的彈簧鋼不多，加入量一般在0.4%以下。
釩是強碳化物形成元素，固態(tài)下所析出的細小彌散的mc型碳化物具有很強的沉淀強化效果。在35crmnb鋼中加入0.11%v，可顯著提高鋼的淬透性，還發(fā)現(xiàn)釩能有效降低35simnb鋼的脫碳敏感性，認為這與釩降低鋼中有效固溶碳、防止晶粒長大和阻止晶界擴散并提高抗氧化性有關(guān)。
彈簧鋼的概念:
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一定的載荷，在載荷去除之后不出現(xiàn)永久變形。
●彈簧鋼的特性:
彈簧鋼應(yīng)具有優(yōu)良的綜合性能，如力學(xué)性能(特別是彈性極限、強度極限、屈強比)、抗彈減性能(即抗彈性減退性能，又稱抗松弛性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學(xué)性能(耐熱、耐低溫、抗氧化、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)、精確的外形和尺寸。
●彈簧鋼用途：
彈簧鋼主要用在機車、車輛、汽車、拖拉機、飛機的各種螺旋彈簧和板簧等。
●現(xiàn)貨供應(yīng),相關(guān)產(chǎn)品如下:
國產(chǎn)50 55 65 75 85 65Mn 55si2mn 60Si2Mn 60Si2MnA
60Si2CrA 65Si2CrVA 50CRVA 50CRMNT8A T10A
●美國進口彈簧鋼10641065 1074 1084 55 9260 6150
304 304L TP304、316L、TP316L、301、301B、321 JIS420
JIS420J2 440 440C
●日本進口彈簧鋼SUP3 SUP6 SUP7 SUP9 SUP10 SUP13 JIS420
JIS420J2 SUS201 SUS303 SUS304 SUS316 SUS310
SUS430 SUS410 SUS420 SUS440 SUS630 SUS631 K5 K7
中厚板,板材,帶鋼,鋼絲、元棒、方棒、扁鋼、六角棒
●彈簧鋼按其加工成型方式分為熱成型和冷成型兩類，由于加工方式的不同，在后續(xù)的熱處理方式也不盡相同，具體如下：1熱成型彈簧的熱處理直徑或板厚大于10-15mm的大型彈簧件，多用熱軋盤條拉拔的鋼絲或鋼板制成。加工及熱處理為：先把彈簧鋼絲加熱到高于正常淬火溫度50-80℃的條件下熱卷成型，然后淬火+中溫回火，獲得彈性極限和疲勞強度極佳的回火索氏體。彈簧鋼淬火加熱應(yīng)選用少氧或無氧化的設(shè)備如鹽浴爐、保護氣氛爐等，防止氧化脫碳。
●彈簧鋼熱處理后還要進行噴丸處理，強化表面，產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，提高疲勞強度。
熱軋彈簧鋼采用的工藝流程為：扁鋼剪斷——>加熱壓彎成形后余熱淬火+中溫回火+噴丸——>包裝。2冷成型彈簧的熱處理直徑小于8mm的彈簧件，常用冷拔鋼絲冷卷成形。冷拉鋼絲制造工藝及后續(xù)熱處理，主要是以下三類：1）鉛浴處理冷拉鋼絲先將鋼絲連續(xù)拉拔三次，總變形量達到50%，接著加熱到Ac3以上溫度使其奧氏體化，隨后在450-550℃的鉛浴中等溫處理，奧氏體轉(zhuǎn)化為索氏體組織。屈服強度為1600Mpa,冷卷成形后，在200-300℃退火消除應(yīng)力即可。2）油淬火回火鋼絲鋼絲拉拔到處理尺寸后，進行油淬火回火。這類鋼絲的強度不如鉛浴處理的鋼絲，但性能均勻一致，成本較低。冷卷成形后，進行去應(yīng)力處理。3）退火狀態(tài)鋼絲將鋼絲拉拔到規(guī)定尺寸，再進行退火處理。軟化后的鋼絲冷卷成形后，需經(jīng)過淬火+中溫回火后才能獲得所需的力學(xué)性能。 |
公安備案號21010302000002
