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彈簧鋼的技術要求和工藝

  

  彈簧鋼是指由於在淬火和回火狀態下的彈性,而專門用於制造彈簧和彈性元件的鋼。鋼的彈性取決於其彈性變形的能力,即在規定的范圍之內,彈性變形的能力使其承受一定的載荷,壓縮彈簧在載荷去除之後不出現永久變形。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。

  一、性能要求

  彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。壓縮彈簧在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等碳素彈簧鋼即含碳量WC在0、6%-0、9%范圍內的優質碳素結構鋼。

  合金彈簧鋼主要是矽錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加矽含量Wsi提高性能。近年來,結合我國資源,拉伸彈簧並根據汽車、拖拉機設計新技術的要求,研制出在矽錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質量。

  二、生產工藝

  一般彈簧鋼,可用電爐、拉伸彈簧平爐或氧氣轉爐生產。質量較好或具有特殊性能的優質彈簧鋼,用電渣爐或真空爐煉制。彈簧鋼中碳、錳、矽等主要元素的規定含量范圍較窄,冶煉時必須嚴格控制化學成分。矽含量較高時容易形成氣泡等缺陷,鋼錠鍛軋後冷卻不當時易產生白點。

  在冶煉用的原材料必須幹燥,盡量除去氣體及夾雜物,而且要避免鋼水過熱。彈簧鋼在軋制加工中須特別注意脫碳和表面質量。鋼材表面嚴重脫碳時,會顯著降低鋼的疲勞極限拉伸彈簧。彈簧制成後經噴丸處理能使彈簧表層產生殘餘壓應力,以抵銷表層上的部分工作應力,抑制表層裂縫的形成,這可顯著提高彈簧的疲勞極限。

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