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東莞市施耐德金屬材料有限公司

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(qiáng)度極限、屈強(qiáng)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(yán)格控制表面缺陷和脫碳)、精確的外形和尺寸。

施耐德金屬在工藝上要求彈簧鋼應(yīng)具有較好的淬透性和低的過熱,脫碳敏感性。降低彈簧表面粗糙度能提高疲勞壽命。施耐德金屬為了獲得所需的性能,彈簧鋼必須具有較高的含碳量。碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內(nèi),由于碳素彈簧鋼的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超過1.-15mm的彈簧。對(duì)于截面尺寸較大的彈簧必須采用合金彈簧鋼,合金彈簧鋼含碳量在0.45-0.75%之間,加入的合金元素有Mn,Si,W,V,Mo等,它們的作用是提高淬透性和回為穩(wěn)定性,強(qiáng)化鐵素體和細(xì)化顆粒,有效地改善彈簧鋼的力學(xué)性能,其中Cr,W,Mo還能提高鋼的高溫強(qiáng)度。施耐德金屬近年來,結(jié)合我國資源,并根據(jù)汽車,拖拉機(jī)設(shè)計(jì)新技術(shù)的要求,研制出在硅錳鋼基礎(chǔ)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(zhì)量。

提高彈簧質(zhì)量的措施：

1、形變熱處理—將鋼的變形強(qiáng)化與熱處理強(qiáng)化兩者結(jié)合起來,以進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度和韌性。形變熱處理有高、中、低溫之分。高溫形變熱處理是在奧氏體狀態(tài)下產(chǎn)生形變后立即淬火,也可與鍛造或熱軋結(jié)合起來,即熱成型后立即淬火。形變熱處理己應(yīng)用于汽車板簧生產(chǎn)中。

2、施耐德公司進(jìn)口彈簧的等溫淬火—對(duì)于直徑較小或透透性足夠的彈簧可采用等溫淬火,它不僅能減少變形,而且還能提高強(qiáng)韌性,在等溫淬火后最好再進(jìn)行一次回火,可提高彈性極限,回火溫度與等溫淬火溫度相同。

3、彈簧的松弛處理—彈簧長時(shí)間在外力作用下工作,由于應(yīng)力松弛的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生微量的永久(塑性)變形,特別是高溫工作的彈簧,在高溫下應(yīng)力松弛現(xiàn)象更為嚴(yán)重,使彈簧的精度降低,這對(duì)于一般精密彈簧是不允許的。因此,這類彈簧在淬火,回火后應(yīng)進(jìn)行松弛處理—對(duì)彈簧預(yù)先加載荷,使其變形量超過彈簧工作時(shí)可能產(chǎn)生的變形量。然后在高于工作溫度20C的條件下加熱,保溫8-24h。

4、低溫碳氮共滲—采用回火與低溫碳氮共滲(軟氮化)相結(jié)合的工藝,能顯著提高彈簧的疲勞壽命及耐蝕性,此工藝多用于卷簧。

5、噴丸處理—劃痕、折疊、氧化脫碳等表面缺陷往往會(huì)成為彈簧工作時(shí)應(yīng)力集中的地方和疲勞斷裂源。若用細(xì)小的鋼丸高速噴打彈簧表面,不僅改善彈簧表面質(zhì)量,提高表面強(qiáng)度,并使表面處于壓應(yīng)力狀態(tài),從而提高彈簧疲勞強(qiáng)度和使用壽命。

彈簧淬火時(shí)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(shù)量較多,心部出現(xiàn)鐵素體(產(chǎn)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(jìn)入冷卻劑的溫度應(yīng)控制在Ar3以上。④、適當(dāng)提高淬火加熱溫度。

??3.過熱(脆性增加)— ①、嚴(yán)格控制成型及淬火加熱溫度。②、加強(qiáng)淬火時(shí)的金相檢。

?4.開裂(脆性增加,嚴(yán)重降低使用壽命)— ①、控制淬火加熱溫度。②、淬火時(shí)冷到250-300C時(shí),取出空冷。③、及時(shí)回火。

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