彈簧鋼的特點(diǎn)彈簧主要在動(dòng)載荷下工作,即在沖擊、振動(dòng)的條件下,或在交變應(yīng)力作用下工作,利用彈性變形來(lái)吸收沖擊能量,起緩沖作用。

由于彈簧經(jīng)常承受振動(dòng)和長(zhǎng)期在享變應(yīng)力作用下工作,主要是疲勞破壞,故彈簧鋼必須具有高的彈性極限和高疲勞極限。此外,還應(yīng)有足夠的韌性和塑性,以防止在沖擊力作用下突然脆斷。

在工藝性論方面,彈簧鋼應(yīng)具有較好的淬透性和低的過(guò)熱、脫碳敏感性。降低彈簧表面粗糙度能提高疲勞壽命。

為了獲得所需的性能,彈簧鋼必須具有較高的含碳量。碳素彈簧鋼的含碳量在0.6-0.9％之間,由于碳素彈簧鋼的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超過(guò)10-15mm的彈簧。對(duì)于截面尺寸較大的彈簧,必須采用合金彈簧鋼。合金彈簧鋼碳含量在0.45-0.75％之間,加入的合金元素有Mn ,Si ,W ,V ,Mo等。它們的主要作用是提高淬透性和回火穩(wěn)定性,強(qiáng)化鐵素體和細(xì)化晶粒,有效地改善彈簧鋼的力學(xué)性能,其中Cr ,W ,Mo還能提高鋼的高溫強(qiáng)度。

在熱狀態(tài)下成型的彈簧(直徑或厚度一般在10mm以上)

在冷狀態(tài)下成型的彈簧(直徑或厚度一般在10mm以下)

熱成型彈簧的熱處理工藝--用這種方法成型彈簧多數(shù)是將熱成型和熱處理結(jié)合在一起進(jìn)行的,而螺旋彈簧則大多數(shù)是在熱成型后再進(jìn)行熱處理。這種彈簧鋼的熱處理方式是淬火+中溫回火,熱處理后組織為回火托氏體。這種組織的彈性極限和屈服極限高,并有一定的韌性。

冷成型彈簧的熱處理工藝--對(duì)于用冷軋鋼板、鋼帶或冷拉鋼絲制成的彈簧,由于冷塑性變形使材料強(qiáng)化,己達(dá)到彈簧所要求的性能。故彈簧成型后只需在250C左右范圍內(nèi),保溫30min左右的去應(yīng)力處理,以消除冷成型彈簧的門應(yīng)力,并使彈簧定型即可。

耐熱彈簧鋼的熱處理--內(nèi)燃機(jī)的氣閥彈簧是在較高溫度下工作,有的還存在腐蝕性氣氛,因此必須選用特殊的彈簧鋼和合適的熱處理規(guī)范。

 1熱成型彈簧的熱處理

直徑或板厚大于10-15mm的大型彈簧件，多用熱軋盤條拉拔的鋼絲或鋼板制成。

加工及熱處理為：先把彈簧鋼絲加熱到高于正常淬火溫度50-80的條件下熱卷成型，然后淬火+中溫回火，獲得彈性極限和疲勞強(qiáng)度的回火索氏體。彈簧鋼淬火加熱應(yīng)選用少氧或無(wú)氧化的設(shè)備如鹽浴爐、保護(hù)氣氛爐等，防止氧化脫碳。

彈簧鋼熱處理后還要進(jìn)行噴丸處理，強(qiáng)化表面，產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度。

熱軋彈簧鋼采用的工藝流程為：扁鋼剪斷>加熱壓彎成形后余熱淬火+中溫回火+噴丸>包裝。

2冷成型彈簧的熱處理

直徑小于8mm的彈簧件，常用冷拔鋼絲冷卷成形。冷拉鋼絲制造工藝及后續(xù)熱處理，主要是以下三類：

1）鉛浴處理冷拉鋼絲

先將鋼絲連續(xù)拉拔三次，總變形量達(dá)到50%，接著加熱到Ac3以上溫度使其奧氏體化，隨后在450-550的鉛浴中等溫處理，奧氏體轉(zhuǎn)化為索氏體組織。屈服強(qiáng)度為1600Mpa,冷卷成形后，在200-300退火消除應(yīng)力即可。

2）油淬火回火鋼絲

鋼絲拉拔到處理尺寸后，進(jìn)行油淬火回火。這類鋼絲的強(qiáng)度不如鉛浴處理的鋼絲，但性能均勻一致，成本較低。冷卷成形后，進(jìn)行去應(yīng)力處理。

3）退火狀態(tài)鋼絲

將鋼絲拉拔到規(guī)定尺寸，再進(jìn)行退火處理。軟化后的鋼絲冷卷成形后，需經(jīng)過(guò)淬火+中溫回火后才能獲得所需的力學(xué)性能。