(1)彈簧鋼(gāng)生産工(gong)藝的發(fa)展 為了(le)提高彈(dàn)簧鋼的(de)質量,工(gong)業發達(dá)國🤞家已(yǐ)普通采(cai)用爐外(wài)精煉技(jì)術、連鑄(zhu)工藝、新(xin)型軋🌈制(zhì)和在線(xian)自動檢(jiǎn)測及控(kòng)制設備(bèi)等。
為了(le)保證鋼(gāng)的化學(xué)成分,降(jiang)低氣體(tǐ)和各種(zhǒng)非金屬(shǔ)加夾物(wù)的含量(liàng),采用大(dà)容量電(diàn)爐或轉(zhuǎn)爐熔煉(liàn),采用🏃♂️爐(lu)外鋼包(bāo)精煉,使(shǐ)氧📧含量(liang)(質量分(fen)數)降至(zhi)(0.0021~0.0010)%,生産出(chu)超純淨(jìng)鋼,從而(ér)大大提(tí)高了彈(dan)簧的設(she)計和工(gōng)作應力(lì)。
連鑄生(sheng)産工藝(yi)在彈簧(huang)鋼生産(chǎn)中已被(bèi)廣泛采(cǎi)用。連鑄(zhu)可通過(guò)電磁攪(jiao)拌、低溫(wen)鑄造等(deng)技術減(jiǎn)小鋼的(de)偏析,減(jian)小二次(cì)氧化,改(gǎi)善表面(mian)脫碳,使(shi)組織和(he)性能穩(wěn)定、均勻(yún)。
采用分(fen)列式全(quan)連續軋(zha)機,可提(tí)高尺寸(cùn)精度,表(biǎo)面質量(liàng),同時⭕也(ye)可使鋼(gāng)材沿長(zhǎng)度顯微(wēi)組織均(jun)勻。在軋(zhá)制過程(cheng)中為了(le)保證産(chǎn)品的表(biao)面質量(liang)采用在(zài)線自動(dong)檢測和(hé)✌️控制。為(wéi)了适合(hé)變截面(mian)彈簧扁(biǎn)鋼生産(chǎn)而開發(fā)了奧氏(shi)體軋制(zhì)成形新(xīn)工藝,即(ji)先将鋼(gāng)🈚加熱到(dao)奧🔴氏體(ti)區再急(ji)冷至亞(yà)穩奧氏(shì)體區進(jin)行塑性(xing)加工并(bìng)淬火處(chu)理。這種(zhong)工藝可(kě)使鋼在(zai)不降低(dī)塑性的(de)同時提(tí)高強度(du)。此外還(hai)有通過(guò)軋後在(zài)線熱處(chu)理和表(biao)面✨硬🙇🏻化(hua)處理來(lái)提高彈(dàn)😄簧鋼的(de)性能等(deng)。
(2)合金鋼(gang)的發展(zhǎn) 合金元(yuán)素的主(zhǔ)要作用(yong)是提高(gāo)力學性(xing)能,改📧善(shàn)工藝性(xing)能及賦(fu)予某種(zhǒng)特殊性(xing)能。氣門(mén)彈㊙️簧和(hé)💯懸架彈(dan)簧已廣(guǎng)泛應用(yong)SiCr鋼。Si是抗(kang)應力松(song)弛最好(hǎo)的合金(jin)元素,在(zài)SiCr鋼中添(tian)加V、Mo形成(cheng)💃SiCrV和SiCrMo鋼,可(kě)以提高(gāo)疲勞壽(shou)命和抗(kàng)松弛性(xing)能。同時(shi)SiCr拉拔鋼(gāng)絲,其在(zai)☀️高溫下(xià)工🆚作時(shí)的抗松(song)弛性能(néng),比琴💁鋼(gang)絲和重(zhong)要💋用途(tú)碳素彈(dan)🙇🏻簧鋼絲(si)要好。随(suí)着發動(dong)機高速(su)小型化(huà),抗顫振(zhèn)性能好(hǎo)、質量輕(qīng)、彈性模(mo)🌂量小的(de)Ti合金得(dé)到✔️了較(jiao)為廣泛(fan)的應用(yong),其強度(du)可達2000 MPa。
(3)低(di)碳奧氏(shi)體鋼的(de)發展 低(di)碳奧氏(shì)體鋼38SiMnB是(shì)我國自(zi)主研發(fa)的一種(zhǒng)新型的(de)高性能(néng)彈簧鋼(gang),在此基(ji)礎上開(kai)發的♉38SiMnVBE更(geng)具優越(yue)💛性,具有(yǒu)高✉️強韌(ren)性、高淬(cuì)透性、高(gao)應用性(xìng)和高性(xing)能比。在(zai)進行超(chao)細晶粒(li)控制軋(zha)制後,其(qi)抗拉強(qiáng)度 =(2030~2140)MPa,屈🙇🏻服(fú)強度 =(900~2010)MPa,伸(shēn)長率 =(12~15)%,面(miàn)縮率 =(48~55)%。為(wéi)少片變(biàn)截面闆(pan)彈簧提(ti)供了高(gao)性能的(de)材♉料。
(4)不(bu)鏽鋼的(de)發展 我(wǒ)國是生(sheng)産不鏽(xiù)鋼的大(dà)國,随着(zhe)不㊙️鏽鋼(gāng)的生産(chǎn)發展,自(zi)然也開(kai)發了不(bú)少品種(zhǒng),目前已(yǐ)達50多種(zhong),,基😄本滿(mǎn)足了國(guó)内生産(chan)發展的(de)需要,對(duì)當前❌開(kai)發的一(yi)些新品(pin)種作簡(jian)要說明(ming)。
1)奧氏體(ti)不鏽鋼(gāng)體系的(de)初步形(xing)成。為了(le)消除碳(tan)元素造(zao)成的不(bú)鏽鋼晶(jing)界腐蝕(shi)疲勞,開(kai)發出低(di)碳奧氏(shì)體🤞不鏽(xiù)♍鋼0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2。為(wei)了提高(gāo)其特殊(shu)性能可(ke)加Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和N等(deng)元素。
2)含(hán)氮不鏽(xiu)鋼的發(fa)展。 在不(bu)鏽鋼中(zhōng)以氮代(dài)碳取得(dé)了成果(guo)。在奧氏(shi)體不鏽(xiù)鋼中N和(he)C有許多(duō)共同特(tè)性。N穩定(ding)奧氏體(ti)的作用(yong)比Ni大,與(yu)C相‼️當。N與(yǔ)Mn結合能(neng)取代比(bi)較貴的(de)Ni。
在奧氏(shi)體中N也(ye)是最有(you)效的固(gù)溶強化(huà)元素之(zhī)一。N與🛀Cr的(de)親和力(lì)要比C與(yu)Cr的親和(he)力小,奧(ào)氏體鋼(gang)很少見(jiàn)到⛹🏻♀️Cr2N的析(xī)出。因此(ci)N能在不(bu)降低耐(nài)蝕性能(neng)的基礎(chǔ)上,提高(gāo)不鏽鋼(gang)🔴強度。
3)超(chao)強鐵素(sù)體不鏽(xiù)鋼的發(fā)展。 鐵素(sù)體不鏽(xiu)鋼具有(you)良好🆚的(de)腐蝕性(xing)✂️能和抗(kàng)氧化性(xing)能,其抗(kang)應力腐(fu)蝕性能(neng)優于奧(ào)氏體不(bu)鏽鋼。價(jia)格比奧(ào)氏體不(bu)鏽鋼便(biàn)宜。但存(cun)在可焊(hàn)性差、脆(cui)性傾向(xiang)比較大(dà)的缺點(dian),生産和(hé)使用受(shòu)到限💛制(zhi)。通過降(jiàng)低鋼中(zhōng)的💛碳和(hé)氮的含(han)量,添加(jiā)Ti、Nb、Zr、Ta等穩定(ding)化元素(su),添加Cu、AI、V等(deng)焊🌂縫金(jin)屬韌化(hua)元素三(sān)種途徑(jing),可以改(gǎi)善鐵素(su)體鋼的(de)可焊✍️性(xing)和脆性(xing)。
4)超級奧(ào)氏體鋼(gāng)的發展(zhan)。 超級奧(ao)氏體鋼(gang)指Cr、Mo、N含量(liàng)顯着高(gāo)于常規(guī)不鏽鋼(gāng)的奧氏(shì)體鋼。其(qi)中比較(jiao)着名的(de)是含6% Mo的(de)鋼(245S Mo)。這類(lei)鋼具有(you)非常好(hǎo)的耐局(ju)部腐蝕(shí)性能,在(zài)海水、充(chong)氣、存在(zai)🐇縫隙、低(di)速沖刷(shuā)🌈條件下(xià),有良好(hǎo)的抗點(dian)蝕性能(néng)(PI 40)和較好(hao)的抗應(ying)力腐蝕(shí)性能,是(shì)Ni基合金(jīn)和钛合(hé)金的代(dài)用材料(liao)。
5)超馬氏(shi)體不鏽(xiù)鋼的發(fa)展。 傳統(tǒng)的馬氏(shi)體不鏽(xiu)鋼2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺(que)乏足夠(gòu)🍓的🏃🏻延展(zhan)性,在冷(lěng)頂鍛變(bian)形過程(cheng)中對應(yīng)力十分(fen)☀️敏感,冷(leng)加工成(chéng)⛷️形比較(jiao)困難。加(jia)之鋼的(de)可焊性(xìng)比較差(chà),使用範(fàn)圍受到(dào)限制。為(wei)克服馬(mǎ)氏體鋼(gāng)的上述(shù)不足,近(jin)來已找(zhǎo)到一種(zhǒng)有效途(tú)徑,就是(shì)通過降(jiang)低鋼的(de)C、Ti含量,增(zeng)😘加Ni含量(liàng),開發一(yī)個新系(xi)列合金(jin)鋼——超馬(mǎ)氏體鋼(gang)。這類鋼(gāng)抗拉強(qiáng)度高,延(yán)展性好(hao),焊接性(xìng)能也🌈得(dé)到改善(shan),因此超(chāo)馬氏體(ti)✏️鋼又稱(cheng)為🔞軟馬(ma)氏體鋼(gang)或可♌焊(hàn)接馬氏(shì)體鋼。
(5)彈(dàn)簧鋼絲(sī)的發展(zhan) 彈簧鋼(gang)絲經過(guò)100多年的(de)發展,工(gōng)藝技術(shù)經曆了(le)由鉛淬(cui)火到油(you)淬火,現(xian)又發展(zhan)到感應(yīng)加熱淬(cuì)火。再加(jia)💰上工藝(yi)技術裝(zhuāng)備不斷(duan)創新和(he)完善,品(pin)種質量(liang)不斷更(gèng)新。近來(lai)開發的(de)閥門用(yòng)彈簧鋼(gang)絲🔞感應(yīng)加熱淬(cui)火和回(huí)火處理(li)工藝,試(shi)驗證明(míng),由于感(gǎn)應加熱(re)時間短(duan),淬火組(zǔ)織細小(xiao),鋼絲表(biao)面幾乎(hu)沒有脫(tuō)碳層,所(suǒ)以其塑(sù)性、韌性(xìng)、抗松弛(chi)性、斷裂(lie)韌性、延(yán)遲斷裂(lie)抗力、疲(pí)勞壽命(mìng)等都⭐比(bǐ)油淬火(huǒ)回火鋼(gāng)絲有較(jiào)大提高(gāo)。
另一種(zhǒng)研究取(qu)得成效(xiào)的超細(xi)晶粒形(xing)變熱處(chu)理鋼絲(sī)已能實(shi)地應用(yong),超細晶(jing)粒形變(bian)熱處理(li)是組織(zhī)超細化(hua)與形變(bian)熱處理(lǐ)✍️相結🚶合(he)的一種(zhǒng)複合強(qiang)韌化工(gōng)藝。它既(ji)可提高(gao)鋼絲的(de)力學性(xìng)⭐能,同時(shi)又能改(gǎi)善鋼絲(sī)的表面(mian)質量。材(cái)料表面(mian)質量對(duì)疲勞性(xing)能影響(xiang)很大。為(wei)了保證(zhèng)🔴表面質(zhi)量,對有(you)特殊要(yào)求的材(cai)料采用(yòng)剝皮工(gōng)藝,将表(biao)層去掉(diào)0.1mm。對0.5mm深度(du)的缺陷(xian)采用渦(wō)流探✊傷(shang)。對拔絲(sī)過程表(biǎo)面産生(shēng)的凹凸(tū)不✊平,可(kě)用電解(jiě)研✍️磨,使(shǐ)表面粗(cū)糙度降(jiàng)🔴到 =(6.5~3.4) m。
(6)不鏽(xiu)鋼絲的(de)發展 近(jin)年來國(guó)外不鏽(xiù)彈簧鋼(gang)絲生産(chan)發展較(jiao)快。國内(nèi)需求量(liang)增大的(de)品種主(zhu)要為1Cr18Ni9和(hé)0Cr17Ni7AI。
先進的(de)鋼絲生(shēng)産工藝(yi)流程特(te)點是盤(pán)條首先(xiān)剝皮處(chu)理💃,去除(chú)熱加工(gōng)在表面(miàn)造成的(de)缺陷,除(chu)第一次(ci)固溶處(chu)理後🔴要(yào)進👅行酸(suān)洗外,整(zhěng)個冷加(jiā)工過程(chéng)均保持(chí)✌️光亮表(biǎo)🌂面。
随着(zhe)工藝的(de)發展,不(bú)繡鋼絲(si)生産流(liú)程進一(yī)步簡化(hua),将部分(fen)原屬金(jīn)屬制品(pin)行業質(zhì)量控制(zhì)簡化,轉(zhuan)換為對(duì)盤條質(zhi)量的👄要(yao)求。在粗(cu)🔆拉絲機(jī)後,應用(yòng)清潔球(qiu)擦拭和(hé)水中清(qing)洗,去除(chu)表面塗(tu)層❗和殘(can)餘❤️潤滑(hua)膜。在光(guang)亮熱處(chù)理前配(pèi)備電🈚解(jiě)酸洗、堿(jiǎn)中和、水(shuǐ)沖洗和(he)烘幹裝(zhuāng)置,徹底(di)去除鋼(gāng)絲表面(mian)油污,改(gai)善表面(mian)質量。
(7)形(xíng)狀記憶(yi)合金的(de)開發 目(mu)前在彈(dàn)簧方面(miàn)有應用(yong)前途的(de)單向形(xing)🐅狀記憶(yì)合金,以(yǐ)50Ti和50Ni性能(néng)最好。形(xing)狀記憶(yi)🔅合金👄制(zhi)成的彈(dàn)簧,受🔴溫(wen)度🚶的作(zuo)用可伸(shēn)縮。主要(yào)用于恒(héng)溫、恒載(zǎi)荷、恒變(bian)形量的(de)控制😘系(xi)統中。由(you)于是靠(kào)彈🌏簧伸(shēn)縮推動(dong)執行機(jī)構,所以(yǐ)彈簧的(de)工作應(yīng)力變化(huà)較大。
(8)陶(táo)瓷的應(yīng)用 陶瓷(cí)的彈性(xìng)模量高(gāo),斷裂強(qiáng)度低,适(shi)用于變(biàn)形不大(da)的地方(fāng)。目前正(zhèng)在開發(fa)的有耐(nai)熱、耐磨(mo)、絕緣性(xìng)好的陶(tao)瓷,應用(yòng)的有超(chāo)塑性鋅(xin)合金(SPZ),在(zài)常溫下(xia)具有高(gao)的強度(dù)。另外,還(hai)有高強(qiang)度的氮(dàn)化矽,能(néng)耐⁉️高溫(wēn),可達1000℃。但(dan)陶瓷彈(dan)🏃🏻簧不适(shi)用🈲于在(zai)沖擊載(zai)荷下工(gōng)作。
(9)纖維(wéi)增強塑(su)料在彈(dàn)簧中應(yīng)用 玻璃(lí)纖維增(zēng)強塑料(liao)(GFRP)闆簧在(zai)英🛀、美和(hé)日本等(deng)國已廣(guang)泛應用(yong),除用于(yú)橫置懸(xuán)架外,還(hái)可用于(yu)特殊輕(qing)🌈型車輛(liàng),如賽車(che)的縱置(zhì)懸架。目(mù)前㊙️又研(yan)制㊙️成功(gōng)了碳素(su)纖維增(zēng)強塑料(liao)(GFRP)懸架彈(dàn)簧,比金(jin)屬闆簧(huáng)要輕20%。
關鍵詞(ci):彈簧
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