55SiMNrB圓鋼彈簧鋼特性55Si2MnrB 因含硼,其淬透性明顯改善 輕型、中型汽車的前后懸掛彈簧、副簧。55Si2MnrB 中國自行研制的鋼號,淬透性、綜合力學性能、疲勞性能均較60Si2Mn鋼好 主要制造中、小型汽車的板簧,使用效果好,亦可制其他中等截面尺寸的板簧、螺旋彈簧。
熱軋彈簧鋼材標準GB/T 1222-2007有圓鋼、鋼板、方鋼、扁鋼等。鋼材表面質量要求較高,可以熱軋態交貨或者經熱處理后交貨,以保證硬度不超過規定值,便于制簧。熱軋材可以冷態制成螺旋彈簧,對于截面尺寸較大者需加熱后制成彈簧。彈簧成型后再經淬火、中溫回火,回火溫度約為350~550℃,以獲得較高屈強比和良好的綜合力學性能。
1. 65 、70 、85鋼號
可得到很高強度、硬度、屈強比,但淬透性小,耐熱性不好,承受動載和疲勞載荷的能力低 應用非常廣泛,但多用于工作溫度不高的小型彈簧或不太重要的較大彈簧。如汽車、拖拉機、鐵道車輛及一般機械用的彈簧。
65Mn 成分簡單,淬透性和綜合力學性能、脫碳等工藝性能均比碳鋼好,但對過熱比較敏感,有回火脆性,淬火易出裂紋 價格較低,用量很大。制造各種小截面扁簧、圓簧、發條等,亦可制氣門彈簧、彈簧環,減振器和離合器簧片、剎車簧等。
2. 55Si2Mn 、60Si2Mn 、60Si2MnA
硅含量(Wsi)高(上限達2.00%)。
強度高,彈性好。抗回火穩定性好。易脫碳和石墨化。淬透性不高。
主要的彈簧鋼類,用途很廣。制造各種彈簧,如汽車、機車、拖拉機的板簧、螺旋彈簧,汽缸安全閥簧及一些在高應力下工作的重要彈簧,磨損嚴重的彈簧。
3. 60Si2CrA 60Si2CrVA
高強度彈簧鋼。淬透性高,熱處理工藝性能好。因強度高,卷制彈簧后應及時處理消除內應力 制造載荷大的重要大型彈簧。60Si2CrA可制汽輪機汽封彈簧、調節彈簧、冷凝器支承彈簧、高壓水泵碟形彈簧等。60Si2CrVA鋼還制作極重要的彈簧,如常規取彈鉤彈簧、破碎機彈簧。
4. 55CrMnA
60CrMnA 突出優點是淬透性好,另外熱加工性能、綜合力學性能、抗脫碳性能亦好 大截面的各種重要彈簧,如汽車、機車的大型板簧、螺旋彈簧等。
5. 60CrMnMoA
在現有各種彈簧鋼中淬透性最高。力學性能、抗回火穩定性等亦好 大型土木建筑、重型車輛、機械等使用的超大型彈簧。鋼板厚度可達35mm以上,圓鋼直徑可超過60mm。
6. 50CrVA
少量釩提高彈性、強度、屈強比和彈減抗力,細化晶粒,減小脫碳傾向。碳含量較小,塑性、韌性較其他彈簧鋼好。淬透性高,疲勞性能也好 各種重要的螺旋彈簧,特別適宜作工作應力振幅高、疲勞性能要求嚴格的彈簧,如閥門彈簧、噴油嘴彈簧、氣缸脹圈、安全閥簧等。
7. 60CrMnBA
淬透性比60CrMnA高,其他各種性能相似 尺寸更大的板簧、螺旋彈簧、扭轉彈簧等。
8. 30W4Cr2VA
高強度耐熱彈簧鋼。淬透性很好。高溫抗松弛和熱加工性能也很好 工作溫度500~C以下的耐熱彈簧,如汽輪機主蒸汽閥彈簧、汽封彈簧片、鍋爐安全閥彈簧、400t鍋爐碟形閥彈簧等。
彈簧鋼材有熱軋材、冷拉鋼材、冷軋鋼帶等。彈簧鋼的冶煉是很重要的,必須保證有優良的冶金質量,不僅要保證準確的化學成分,而且要有高純凈度,硫、磷、氧、氮等含量要低,鋼質均勻性、穩定性要好。彈簧鋼的冶金質量應達到優質鋼、高級優質鋼的水平。
彈簧鋼的表面質量和尺寸精度對彈簧的性能和壽命有極大的影響。因為彈簧鋼材交貨狀態的表面除去表面噴丸強化之外不再進行加工,因而也就是成品彈簧的工作表面,原有表面上的各種缺陷也留給了彈簧。所以彈簧鋼材表面要求*,對脫碳、裂紋、折疊、結疤、夾雜、分層等限制極嚴。各種表面缺陷會使彈簧早期破壞、縮短壽命。以圓截面的鋼絲為例,成品彈簧的強度和剛度分別與鋼絲直徑的三次方和四次方成正比,鋼絲直徑的微小變化會導致彈簧性能的巨大波動,所以要嚴格控制鋼材的外形和尺寸公差。這樣,彈簧鋼的加工變形(熱軋、冷軋、冷拔等)就十分重要了,必須極認真地對待。
因熱軋材截面尺寸較大,故應采用淬透性足夠高的牌號,保證心部淬透。若心部出現非馬氏體轉變產物,如鐵素體、貝氏體等,則回火后的性能降低,特別是疲勞性能。
冷拉(軋)彈簧鋼材包括鋼絲、鋼帶。這類鋼材的表面質量和尺寸精度要求格外嚴格。鋼絲的生產工藝有油淬火和冷拉兩種。
油淬火鋼絲是把鋼絲冷拔到規定尺寸后再加熱、油淬火和鉛浴回火,故鋼絲出廠時已具備所需力學性能,制成彈簧后只要回火,消除應力即可使用。優點是整批性能均勻,穩定,挺直性好,適于大批量生產,可制造各種重要彈簧,特別是閥門彈簧。牌號有65Mn、50CrVA、60Si2Mn、55CrSi等。
合金彈簧鋼絲也可以冷拉態交貨,或經退火、正火、回火處理后交貨,制成彈簧后再淬火、回火。其性能不如油淬火鋼絲均勻、穩定,生產效率也低,成本高,多用于小批量彈簧生產。
此外,最近也研究了用高頻感應加熱處理高強度彈簧鋼絲的工藝。冷拉鋼絲在連續感應加熱裝置上進行淬火和回火,其內部組織均勻、細小,塑性和韌性以及彈減抗力、疲勞極限、斷裂韌性等都明顯優于常規處理的鋼絲。這種鋼絲在美國、日本都已有生產,制造汽車、摩托車的懸掛彈簧、發動機閥門彈簧,卡車、拖車等的緊急制動彈簧及各種高強度機械彈簧,使用效果令人滿意。另外,感應加熱處理在彈簧扁鋼生產上也得到應用。
還有一種鋼絲生產工藝,即鉛浴等溫淬火。鋼材奧氏體化后在鉛浴中等溫,生成細小珠光體組織,然后冷拉到規定尺寸。通過調整鋼中碳含量和冷變形量控制鋼絲的力學性能,制簧后不需熱處理,只要消除加工應力即可使用。應用這種工藝生產的都是碳素鋼鋼絲,但也有少數合金鋼(如65Mn)鋼絲。
冷軋彈簧鋼帶一般也是冷軋或再經退火后供貨,制成彈簧后再淬火回火處理,或僅回火以消除加工應力。
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