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彈簧材(cai)料的發展
2025-12-17 10:50:00
動态(tai)詳情
随着彈簧(huáng)應用技術的發(fa)展，對彈簧材料(liao)提出了多🤩的要(yao)求。主要是在高(gao)應力下的提高(gāo)疲勞壽命和抗(kang)松弛性能🐪方面(mian)✂️；其次是根🚶據不(bu)同的用途，要求(qiu)具有耐蝕性、非(fei)磁性、導電性‼️、性(xìng)、耐熱性等方面(mian)。為此，彈簧材料(liao)除了新品種外(wai)，另從嚴格控制(zhi)化學成分，降低(dī)非金屬夾雜，提(tí)高表面質量和(he)尺寸精🛀🏻度等方(fang)面取得了有益(yì)的成👅效。
（1）彈簧鋼(gang)生産工藝的發(fa)展 為了提高彈(dàn)簧鋼的質量，工(gōng)😍業發達已普通(tong)采用爐外精煉(liàn)技術、連鑄工藝(yi)、新型軋制和🈲在(zài)線自動檢測及(jí)控制設備等。
為(wei)了鋼的化學成(chéng)分，降低氣體和(hé)各種非金屬加(jiā)夾物的含量，采(cǎi)💜用大容量電爐(lú)或轉爐熔煉，采(cǎi)用爐外鋼包精(jing)煉㊙️，使氧含量（質(zhì)量分數）降至（0.0021~0.0010）%，生(sheng)産出超純淨鋼(gāng)，從而提高了彈(dan)簧的設計和工(gong)作應力。
連鑄生(shēng)産工藝在彈簧(huang)鋼生産中已被(bei)廣泛采用。連鑄(zhu)可✊通過電👨❤️👨磁攪(jiao)拌、低溫鑄造等(děng)技術減小鋼的(de)偏析，減小二次(cì)氧👄化，表面脫碳(tan)，使組織和性能(néng)穩定、均🤞勻。
采用(yong)分列式全連續(xu)軋機，可提高尺(chǐ)寸精度，表面質(zhi)量，同時也可使(shǐ)鋼材沿長度顯(xiǎn)微組織均勻。在(zài)軋制😍過程中為(wéi)了産品的表面(mian)👨❤️👨質量采用在線(xiàn)自動檢測和控(kòng)制🔞。為了适合變(bian)截面彈簧扁鋼(gang)生産而了奧氏(shì)💃體軋制成形新(xīn)工藝，即先将鋼(gang)加熱到奧氏體(tǐ)區再急冷至亞(yà)穩奧氏體區進(jìn)行塑性加工并(bìng)淬火處理。這種(zhong)工藝可使鋼在(zài)不降低塑性的(de)同時提。此外還(hai)有通過軋後在(zai)線熱處理和表(biao)面硬化處理來(lai)提高🧡彈簧鋼的(de)性能等。
（2）合金鋼(gāng)的發展 合金元(yuán)素的主要作用(yong)是提高力學性(xing)能☂️，工藝性🔱能及(ji)賦予某種性能(néng)。氣門彈簧和懸(xuán)架♈彈簧已廣泛(fan)應用SiCr鋼♈。Si是抗應(yīng)力松弛的合金(jin)元素，在SiCr鋼中添(tian)加V、Mo形成SiCrV和SiCrMo鋼，可(kě)✌️以提高♈疲勞壽(shou)命和抗松弛性(xìng)能。同時SiCr拉拔鋼(gang)絲✌️，其在高溫下(xià)工作時的抗松(sōng)弛性能，比琴鋼(gāng)絲和重要用💔途(tú)碳素彈簧鋼絲(sī)要好。随着發動(dòng)機高速小型化(hua)，抗顫振性能好(hǎo)、質量輕、彈性模(mó)量小的Ti合金了(le)較為廣泛的應(yīng)用，其強度可達(da)2000 MPa。
（4）不(bú)鏽鋼的發展 我(wo)國是生産不鏽(xiù)鋼的大國，随着(zhe)不鏽鋼的生産(chan)發展，自然也了(le)不少品種，目前(qian)已達50多種，，基本(ben)滿足了國内生(shēng)産發展的需要(yào)，對當前的一些(xie)新品🐇種作簡要(yào)說明。
1）奧氏體不(bú)鏽鋼體系的初(chu)步形成。為了碳(tàn)元素造成💚的💃🏻不(bú)鏽鋼晶🏃🏻♂️界腐蝕(shi)疲勞，出低碳奧(ào)氏體不鏽鋼0Cr18Ni9和(hé)00Cr17Ni2Mo2。為了提高☂️其性(xing)⁉️能可加Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和N等元(yuan)素。
2）含氮不鏽鋼(gāng)的發展。 在不鏽(xiu)鋼中以氮代碳(tàn)取得了成果。在(zai)奧氏體不鏽鋼(gāng)中N和C有許多共(gòng)同特性。N穩定奧(ao)氏體的作用比(bi)Ni大，與C相當。N與Mn結(jié)合能取代比較(jiào)貴的Ni。
在奧氏體(ti)中N也是的固溶(rong)元素之一。N與Cr的(de)親和力要比C與(yu)🚶♀️Cr的親和力小，奧(ào)氏體鋼很少見(jiàn)到Cr2N的析出。因此(cǐ)💚N能在不降低耐(nài)蝕性能的基礎(chu)上，提高不鏽鋼(gang)強度。
3） 鐵素體不(bu)鏽鋼的發展。 鐵(tiě)素體不鏽鋼具(jù)有良好的腐蝕(shi)性能和 性能，其(qi)抗應力腐蝕性(xìng)能優于奧氏體(tǐ)不鏽⛱️鋼。價格比(bǐ)奧氏體不鏽鋼(gang)便宜。但存在可(kě)焊性差、脆性傾(qīng)向比較大的缺(que)點，生⭐産和使♈用(yong)受到限制。通過(guò)降低鋼中的碳(tàn)和氮的含量，添(tian)加Ti、Nb、Zr、Ta等‼️穩定化元(yuan)素，添加Cu、AI、V等焊縫(féng)金屬韌化元素(su)三種途徑，可以(yǐ)鐵素體鋼的可(ke)焊性和脆性。
4）奧(ao)氏體鋼的發展(zhǎn)。 奧氏體鋼指Cr、Mo、N含(han)量顯着高于常(chang)規不鏽鋼的奧(ào)氏體鋼。其中比(bǐ)較着名的是含(han)6% Mo的鋼（245S Mo）。這類鋼具(jù)有非常好的耐(nài)局部腐蝕性能(neng)，在海水、充氣🥰、存(cún)在縫隙、低速沖(chong)刷條❗件下，有良(liáng)好的抗點蝕性(xing)能（PI 40）和較好的抗(kàng)應力腐蝕性能(neng)，是Ni基合金和钛(tài)合金的代用材(cái)料。
（5）彈(dàn)簧鋼絲的發展(zhan) 彈簧鋼絲經過(guo)100的發展，工藝技(ji)術經曆了由鉛(qiān)淬火到油淬火(huo)，現又發展到感(gan)應加熱淬火。再(zai)加上工藝技術(shù)裝備和完善，品(pin)種質量不斷🥰新(xin)。近來的閥門用(yòng)彈簧鋼絲感應(yīng)加熱淬火和回(huí)火處理工藝，試(shì)驗證明🌈，由于感(gan)應加熱時間短(duǎn)，淬火組織細小(xiao)，鋼絲表面幾乎(hu)沒有脫碳層，所(suǒ)以其塑性、韌性(xìng)、抗松弛性、斷裂(liè)韌性、延遲斷裂(liè)抗力、疲勞壽命(ming)等都比油淬火(huo)回火鋼絲有較(jiao)大提高。
另一種(zhong)研究取得成效(xiào)的 晶粒形變熱(re)處理鋼絲已能(neng)實地💘應用， 晶粒(li)形變熱處理是(shi)組織 化與形變(biàn)熱🥰處理相結合(he)的一種✂️複合強(qiáng)韌化工藝。它既(jì)可提高鋼絲的(de)力學性能，同時(shí)🌐又能鋼絲的表(biǎo)面質量。材料表(biǎo)面質量對疲勞(lao)性♍能影響很大(da)。為了表面質量(liàng)，對有要求的材(cái)料采用剝皮🤞工(gōng)藝，将表層👣去掉(diào)0.1mm。對0.5mm的缺陷采用(yong)渦流探傷。對拔(bá)絲過程表面産(chan)生的凹凸不平(píng)，可用電❤️解研磨(mó)，使表面粗糙度(du)降到 =（6.5~3.4） m。
（6）不鏽鋼絲(si)的發展 近年來(lái)不鏽彈簧鋼絲(sī)生産發展較快(kuai)。國内需求量增(zēng)大的品種主要(yào)為1Cr18Ni9和0Cr17Ni7AI。
的鋼絲生(sheng)産工藝流程特(te)點是盤條先剝(bāo)皮處理，去除熱(re)加工在🏃表面造(zào)成的缺陷，除次(ci)固溶處理後要(yào)㊙️進行酸洗外，整(zhěng)♊個冷加工過程(chéng)均保持光亮表(biǎo)面。
随着工藝的(de)發展，不繡鋼絲(sī)生産流程進一(yī)步簡化，将♻️部分(fèn)原✂️屬金屬制品(pǐn)行業質量控制(zhì)簡化，轉換為對(duì)盤條質⚽量的㊙️要(yao)求。在粗拉絲機(ji)後，應用清潔球(qiú)擦拭和水中清(qīng)洗，去除表面塗(tú)層✍️和殘餘潤滑(huá)膜。在光亮熱處(chù)理前配備電解(jie)酸洗、堿中和、水(shuǐ)沖洗和烘幹裝(zhuāng)置， 去除鋼絲表(biao)面油污🌈，表面質(zhì)量。
（8）陶瓷的(de)應用 陶瓷的彈(dan)性模量高，斷裂(lie)強度低，适用于(yú)變形不💋大的地(dì)方。目前正在的(de)有耐熱、、絕緣性(xìng)好的陶瓷，應用(yòng)的有超塑性鋅(xin)合金（SPZ），在常溫下(xià)具有高⭐的強度(dù)。另外，還有的氮(dan)化矽，能，可達1000℃。但(dan)陶瓷彈簧不🌈适(shì)用于在沖擊載(zai)荷下工作。
