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弹簧钢丝的工艺特点

时间:2013-12-06 11:16来源:弹簧网 作者: 点击:
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[导读] 在我国,弹簧钢丝分为三大类:合金弹簧钢丝、油淬火回火硅锰弹簧钢丝、阀门用油淬火回火铬硅合金弹簧钢丝。在工业机械使用的比例中,油淬火回火钢丝所占比例越来越大。钢丝一

在我国,弹簧钢分为三大类:合金弹簧钢丝、油淬火回火硅锰弹簧钢丝、阀门用油淬火回火铬硅合金弹簧钢丝。在工业机械使用的比例中,油淬火回火钢丝所占比例越来越大。

钢丝一般按冷拉状态交货,成品直径≤5.0mm检验抗拉强度σb≤1035Mpa,直径>5.0mm钢丝检验HB≤302,相当于轻拉状态。生产中大规格(Ф>8.0)成品冷拉减面率不超过25%,小规格钢丝(Ф≤5.0)减面率不超过30%。退火状态交货钢丝太软,极易产生死弯,缠簧时往往造成簧形不好,螺距不均。冷拉减面率偏大时钢丝太硬、缠簧时反弹大,粗簧成形困难。所以直接缠簧的钢丝以轻拉状态供货最合适。对于钢丝购回还要进行冷加工(如压扁、轧成异型截面等)的用户,应推荐选用退火状态交货钢丝。

为保证缠簧性能,成品钢丝进行缠绕试验,直径≤5.0mm钢丝在相当于钢丝直径1~2倍的芯棒上缠绕6圈,不得破裂和折断。

脱碳和表面缺陷严重的降低弹簧疲劳寿命,必须严格控制。特别是60Si2MnA和55CrSi,含硅量较高,退火时极易脱碳。盘条球化退火和半成品再结晶退火推荐采用低温,长时间的退火工艺。如前所述,疲劳寿命要求高的弹簧,必须选用磨光钢丝,但需要分清是退火磨光还是冷拉磨光。50CrV软态钢丝磨光时磨屑极易粘附到钢丝表面,形成不规则小白点,所以尽可能采用冷拉磨光工艺,减少表面"白点"。

在表面质量保证条件下,夹杂含量就成为影响疲劳寿命的最重要因素,所以标准规定,需方有要求时可增加非金属夹杂物,石墨碳检验。

弹簧在弹性范围内使用,卸载后应回复到原来位置,希望塑性变形越小越好,因此钢丝应具有高的弹性极限,屈服强度和抗拉强度。屈强比越高,弹性极限就越接近抗拉强度,因而越能提高强度利用率,制成的弹簧弹力越强。

弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量,所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性,但起码要有能承受弹簧成型的塑性,以及足够的能承受冲击能量的韧性。

弹簧通常在交变应力作用下长期工作,因此要有很高的疲劳极限,以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。

在特定环境中使用的弹簧,对钢丝还会有一些特殊要求,例如:在腐蚀介质中使用的弹簧,必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧,应具有长期稳定性和灵敏性,温度系数要低,品质因素要高,后效作用要小,弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧,要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。

此外,还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧,弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大,绕制弹簧很困难,所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm,油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝,冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。

弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧,如安全阀弹簧,弹簧垫,秤盘弹簧,定载荷弹簧,机械弹簧,手表游丝等。动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧,如发动机阀门弹簧,车辆悬挂簧,防震弹簧,联轴器弹簧,电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性,动态弹簧选材时主要考虑疲劳,松弛及共振性能。

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弹簧钢丝的工艺特点
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