一、優良的表面(miàn)狀态和疲勞性(xing)能:
彈簧工作時(shi)表面承受的應(ying)力最大,而疲勞(láo)破壞往往是從(cóng)鋼絲表面開始(shǐ)的,對于用在重(zhòng)要場合的彈簧(huáng)如氣門彈簧、閥(fa)門⭕彈簧及懸架(jia)彈簧都要求有(you)幾百萬次,幾千(qian)萬🙇♀️次甚至更長(zhang)的循環壽命,這(zhè)就對材⭕料的疲(pi)勞性能提出了(le)很高的㊙️要求。
影(ying)響材料疲勞性(xìng)能的因素很多(duo),如材料的化學(xué)成分、硬度、鋼材(cai)的純淨程度、表(biao)面質量和金相(xiang)組織等🆚,尤為重(zhòng)要的是材料的(de)表面質量。
材料(liao)的表面缺陷,如(rú)裂紋、折疊、鱗皮(pi)、鏽蝕、凹坑、劃痕(hen)和壓痕等💃,都易(yi)使彈簧在工作(zuo)過程中造成應(yīng)力集♋中。其應力(lì)🐕集中的部位常(cháng)常是造成疲勞(láo)破壞的疲😘勞源(yuán)。
疲勞源還易在(zài)表面脫碳的部(bu)位首先發生,因(yin)此嚴格控制🍓脫(tuō)🔆碳層深度也是(shi)一個很重要的(de)質量指标。
為提(ti)高彈簧材料的(de)表面質量,可以(yǐ)對材料表面進(jin)行🏃♀️磨光或⁉️抛光(guang),在鋼絲拉拔前(qián)采用剝皮工藝(yi)剝除🔴一層材料(liao)表皮,這樣可以(yi)将大部分表面(mian)缺陷去掉。彈簧(huáng)熱處理時可采(cai)用🔴控制氣氛或(huò)真空熱處理,防(fáng)止表面脫碳和(he)氧化✊。
二、高的強(qiang)度:
為提高彈簧(huáng)抗疲勞破壞和(hé)抗松弛的能力(lì),彈簧材料應具(ju)有高的屈服強(qiang)度 與彈性極限(xiàn) ,尤其要有高的(de)屈💚強比。在通常(cháng)情況下,材料的(de)彈性極限與屈(qū)服強度成正比(bǐ),因此彈簧設計(jì)和💰制造者總是(shi)希望材料具有(you)高的屈服強度(du).而彈簧材料的(de)抗拉強度 和屈(qū)服強度 較接近(jin),如冷拔碳素鋼(gang)絲的♋ 約為 的90%左(zuo)右🐪:由于抗拉強(qiáng)度比屈服強度(du)容易測得,在材(cai)料👌交貨中提供(gòng)的😄都是抗拉強(qiáng)度,故在設計制(zhì)造時一般都用(yong)🌈抗拉強度作為(wei)依❌據。但材料的(de)抗拉💯強度并不(bú)是越高越好,強(qiang)度過高會✏️降低(dī)材✊料的塑性和(he)韌性,增加脆性(xing)傾向。材料抗拉(la)強度的高低與(yǔ)其化學成分、金(jīn)相組織、熱處理(li)狀況、冷加工(拉(lā)拔或軋制)程度(dù)及㊙️其他強化工(gong)藝等因素有關(guan)。抗拉強度與疲(pi)勞強度🈲也有一(yi)定🌈的關系,當材(cai)料的在1600MPa以下時(shi),其疲勞強度随(suí)抗拉強度的👨❤️👨增(zēng)高而增高。
三、良(liang)好的塑性和韌(ren)性:
在彈簧制造(zào)過程中材料需(xū)經受不同程度(du)的加工變形🈚,因(yin)此要求材料具(ju)有一定的塑性(xìng)。例如形狀複😄雜(za)的拉伸和扭轉(zhuan)彈簧的鈎環及(ji)扭臂,當曲率半(bàn)徑很小時,在加(jiā)工卷繞或沖壓(yā)彎曲成形時,彈(dàn)簧材料均不得(de)出現裂紋、折損(sǔn)等缺陷。同時彈(dàn)簧在承受沖擊(ji)載荷或變載荷(hé)時,材料應具有(yǒu)良好的韌性,這(zhè)樣💋對提高彈簧(huáng)的使用壽命會(hui)有🏒很大的裨益(yì)。
四、嚴格的尺寸(cùn)精度:
許多彈簧(huang)對負荷精度有(you)較高的要求,如(ru)氣門彈簧❤️的負(fu)荷偏差🙇🏻不得大(dà)于規定負荷的(de)5%—6%,以具有圓鋼絲(sī)🏒的拉、壓彈簧為(wei)例,如果鋼絲直(zhí)徑偏差為1%,負荷(he)就會産生4%左右(you)的偏差。由此可(kě)見,嚴格的尺寸(cun)精度對保證彈(dan)簧的質量也是(shì)十分重要的。
五(wu)、好的均勻性:
對(duì)材料的均勻性(xìng)要求是指對材(cai)料的化學成分(fèn)、力學性🔱能🌐、尺🌈寸(cun)🐪偏差等各項指(zhǐ)标要求均勻和(he)穩定一✉️緻。如果(guo)材料各🎯方面性(xing)能⛷️不一緻,會給(gěi)彈簧生産帶來(lai)很大的困難⭐,造(zao)成産品幾何尺(chi)寸、硬度、負荷等(deng)參數的離散性(xìng),嚴重的不均勻(yun)性📞甚至會造成(cheng)廢品。
了滿足上(shàng)述性能要求,彈(dàn)簧鋼必須具有(you)優良的冶金質(zhì)量,包括✔️嚴格控(kòng)制的化學成分(fen)、高的純潔度、低(di)的雜質含✏️量、低(di)的非金屬夾雜(za)物含量,并控制(zhì)其形态、粒度和(he)。
此外還要求鋼(gāng)質的均勻性和(he)穩定性。彈簧鋼(gang)還應具有🌐良好(hǎo)的表面質量和(he)高精度的外形(xing)和尺寸。 在彈簧(huáng)鋼生産中已廣(guǎng)泛采用連鑄。與(yǔ)模鑄相比,采用(yong)連鑄可通過電(dian)磁攪拌、低溫鑄(zhù)❄️造等技🌏術減小(xiao)鋼的偏析,提高(gāo)鋼質的均勻性(xìng);減少二次氧化(huà),改善鋼的表面(miàn)脫碳;使鋼的組(zǔ)織和性能穩定(ding)、均🐕勻;提高收得(dé)率和生産效率(lǜ)🔅;與爐外精煉技(ji)✏️術相配合降低(di)氧含量和有效(xiao)✔️地控制鋼的化(hua)學成分。
在對彈(dàn)簧鋼材的尺寸(cun)偏差、截面形狀(zhuang)、表面質量和沿(yán)鋼材長度顯微(wēi)組織均勻性的(de)要求不斷提高(gao)的情況下,國‼️外(wài)廣泛采用了縱(zong)列式全連續軋(zha)機,并不斷改進(jin)以實現高速、無(wu)扭、無張力軋制(zhi)。為了保證鋼材(cái)尺寸精度采用(yòng)短🛀應力線或預(yu)應力軋機。
關鍵詞:不(bu)鏽鋼彈簧
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