东莞市施耐德金属材料有限公司

弹簧钢的概念:

弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力，即在规定的范围之内，弹性变形的能力使其承受一定的载荷，在载荷去除之后不出现永久变形。

弹簧钢的特性:

弹簧钢应具有优良的综合性能，如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能，又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。

为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良
好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。

施耐德金属在工艺上要求弹簧钢应具有较好的淬透性和低的过热,脱碳敏感性。降低弹簧表面粗糙度能提高疲劳寿命。施耐德金属为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢即含碳量WC在0.6%-0.9%范围内,由于碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过1.-15mm的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧必须采用合金弹簧钢,合金弹簧钢含碳量在0.45-0.75%之间,加入的合金元素有Mn,Si,W,V,Mo等,它们的作用是提高淬透性和回为稳定性,强化铁素体和细化颗粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr,W,Mo还能提高钢的高温强度。施耐德金属近年来,结合我国资源,并根据汽车,拖拉机设计新技术的要求,研制出在硅锰钢基础上加入硼,铌,钼等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧质量。

提高弹簧质量的措施：

1、形变热处理—将钢的变形强化与热处理强化两者结合起来,以进一步提高钢的强度和韧性。形变热处理有高、中、低温之分。高温形变热处理是在奥氏体状态下产生形变后立即淬火,也可与锻造或热轧结合起来,即热成型后立即淬火。形变热处理己应用于汽车板簧生产中。

2、施耐德公司进口弹簧的等温淬火—对于直径较小或透透性足够的弹簧可采用等温淬火,它不仅能减少变形,而且还能提高强韧性,在等温淬火后最好再进行一次回火,可提高弹性极限,回火温度与等温淬火温度相同。

3、弹簧的松弛处理—弹簧长时间在外力作用下工作,由于应力松弛的结果会产生微量的永久(塑性)变形,特别是高温工作的弹簧,在高温下应力松弛现象更为严重,使弹簧的精度降低,这对于一般精密弹簧是不允许的。因此,这类弹簧在淬火,回火后应进行松弛处理—对弹簧预先加载荷,使其变形量超过弹簧工作时可能产生的变形量。然后在高于工作温度20C的条件下加热,保温8-24h。

4、低温碳氮共渗—采用回火与低温碳氮共渗(软氮化)相结合的工艺,能显著提高弹簧的疲劳寿命及耐蚀性,此工艺多用于卷簧。

5、喷丸处理—划痕、折叠、氧化脱碳等表面缺陷往往会成为弹簧工作时应力集中的地方和疲劳断裂源。若用细小的钢丸高速喷打弹簧表面,不仅改善弹簧表面质量,提高表面强度,并使表面处于压应力状态,从而提高弹簧疲劳强度和使用寿命。

弹簧淬火时常见的缺陷及防止措施：

  1.脱碳(降低使用寿命)—①、采用盐浴炉或拄制气氛加热炉加热。②、采用快速加热工艺。

  2.淬火后硬度不足,非马氏体数量较多,心部出现铁素体(产生和残存变形,降低使用寿命)— ①、选用淬透性较好的材料。②、改善淬火冷却剂的冷却能力。

③、弹簧进入冷却剂的温度应控制在Ar3以上。④、适当提高淬火加热温度。

  3.过热(脆性增加)— ①、严格控制成型及淬火加热温度。②、加强淬火时的金相检。

 4.开裂(脆性增加,严重降低使用寿命)— ①、控制淬火加热温度。②、淬火时冷到250-300C时,取出空冷。③、及时回火。

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