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摘要 我國(guó)彈簧綱絲標(biāo)準(zhǔn)是參照ISO和JIS制訂的,本文以ISO和JIS為依據(jù),分析了彈簧綱絲現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍,各組別之間隱含的的差別,對(duì)彈簧鋼絲的生產(chǎn)和使用都有參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞彈簧鋼絲、標(biāo)準(zhǔn)、適用范圍
彈簧是機(jī)械行業(yè)和日常生活中^常用的零件,彈簧主要作用是利用自身形變時(shí)所儲(chǔ)存的能量來(lái)緩和機(jī)械或零部件的震動(dòng)和沖擊、控制機(jī)械或零部件的運(yùn)動(dòng)。
1、彈簧鋼絲的使用特性和用途
彈簧在彈性范圍內(nèi)使用,卸載后應(yīng)回復(fù)到原來(lái)位置,希望塑性變形越小越好,因此鋼絲應(yīng)具有高的彈性極限,屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。屈強(qiáng)比越高,彈性極限就越接近抗拉強(qiáng)度,因而越能提高強(qiáng)度利用率,制成的彈簧彈力越強(qiáng)。
彈簧依靠彈性變形吸收沖擊能量,所以彈簧鋼絲不一定要有很高的塑性,但起碼要有能承受彈簧成型的塑性,以及足夠的能承受沖擊能量的韌性。
彈簧通常在交變應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作,因此要有很高的疲勞極限,以及良好的抗蠕變和抗松弛性能。
在特定環(huán)境中使用的彈簧,對(duì)鋼絲還會(huì)有一些特殊要求,例如:在腐蝕介質(zhì)中使用的彈簧,必須有良好的抗腐蝕性能。精密儀器中使用的彈簧,應(yīng)具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性和靈敏性,溫度系數(shù)要低,品質(zhì)因素要高,后效作用要小,彈性模量要恒定。在高溫條件下工作的彈簧,要求在高溫時(shí)仍能保持足夠的彈性極限和良好的抗蠕變性能等。
此外,還應(yīng)考慮彈簧鋼絲的成形工藝和熱處理工藝。冷拉彈簧鋼絲和油淬火回火彈簧鋼絲都以供貨狀態(tài)鋼絲直接繞制彈簧,彈簧成形后經(jīng)消除應(yīng)力處理直接使用。冷拉彈簧鋼絲的抗拉強(qiáng)度要略高于油淬火回火鋼絲。大規(guī)格冷拉鋼絲彈力太大,繞制彈簧很困難,所以冷拉彈簧鋼絲使用規(guī)格一般小于8.0mm,油淬火回火鋼絲使用規(guī)格一般小于13.0mm。實(shí)際上直徑13.0mm彈簧多選用輕拉狀態(tài)彈簧鋼絲,冷拉繞制成形后再淬回火使用。直徑15.0mm以上鋼絲大多采用加熱繞制工藝制簧。
彈簧根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)可分為靜態(tài)簧和動(dòng)態(tài)簧。靜態(tài)彈簧指服役期振動(dòng)次數(shù)有限的彈簧,如安全閥彈簧,彈簧墊,秤盤(pán)彈簧,定載荷彈簧,機(jī)械彈簧,手表游絲等。動(dòng)態(tài)彈簧指服役期振動(dòng)次數(shù)達(dá)1×106次以上的彈簧,如發(fā)動(dòng)機(jī)閥門(mén)彈簧,車(chē)輛懸掛簧,防震彈簧,聯(lián)軸器彈簧,電梯緩沖彈簧等。靜態(tài)彈簧選材時(shí)主要考慮抗拉強(qiáng)度和穩(wěn)定性,動(dòng)態(tài)彈簧選材時(shí)主要考慮疲勞,松弛及共振性能。
彈簧根據(jù)負(fù)荷狀況可分為輕載荷、一般載荷和重載荷三種狀態(tài)。輕載荷指承受靜態(tài)應(yīng)力,應(yīng)力較低,變形量較小的彈簧,如安全裝置用彈簧,吸收振動(dòng)用彈簧等。設(shè)計(jì)使用壽命103~104次。
一般載荷指設(shè)計(jì)壽命105~106次,在振動(dòng)頻率300次/min條件下使用的普通彈簧。在許用應(yīng)力范圍內(nèi),壽命保證1×106次,載荷應(yīng)力越低,壽命越長(zhǎng)。
重載荷指長(zhǎng)時(shí)間工作、振動(dòng)頻繁的彈簧。如閥門(mén)彈簧,空氣錘、壓力機(jī)、液壓控制器彈簧,其載荷較高,常常在低于許用應(yīng)力10%左右使用,使用壽命大于1×106次,通常為107次。
彈簧選材的原則是:首先滿(mǎn)足功能要求,其次是強(qiáng)度要求,^后才考慮經(jīng)濟(jì)性。
碳素彈簧鋼是彈簧鋼中用途廣泛,用量^大的鋼類(lèi)。鋼中含0.60%~0.90%的碳和0.3%~1.20%的錳,不再添加其它合金元素,使用成本相對(duì)較低。碳素彈簧鋼絲經(jīng)適當(dāng)?shù)募庸せ驘崽幚?,可以獲得很高的抗拉強(qiáng)度,足夠的韌性和良好的疲勞壽命。但碳素鋼絲的淬透性低,抗松弛性能和耐蝕性能差,彈性模量的溫度系數(shù)較大(高達(dá)300×10-6/℃),適用于制造截面較小,工作溫度較低(120℃>)的彈簧。
合金彈簧鋼一般含0.45%~0.70%的碳和一定量的Si,Mn,Cr,V,W及B等合金元素。合金元素的加入改善彈簧鋼的抗松弛性能,提高鋼的韌性,同時(shí)顯著提高鋼的淬透性和使用溫度,適用于制造較大截面,較高溫度下使用的彈簧。國(guó)內(nèi)外彈簧鋼常用牌號(hào)對(duì)照如表1。
表1 國(guó)內(nèi)外彈簧鋼常用牌號(hào)對(duì)照表
2、彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)、適用范圍及工藝特點(diǎn)
我國(guó)彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)是參照ISO和JIS標(biāo)準(zhǔn),分鋼類(lèi)制定的。現(xiàn)行國(guó)家及行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)包括碳素彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)6個(gè),合金彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)4個(gè),標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)如表2。
表2 彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)
2.1碳素彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)、適用范圍及工藝特點(diǎn)
碳素彈簧鋼絲現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)分兩種類(lèi)型:一類(lèi)是冷變形強(qiáng)化鋼絲,又稱(chēng)冷拉彈簧鋼絲。冷拉碳素彈簧鋼絲首先經(jīng)鉛淬火處理獲得索氏體組織,然后表面磷化,以很大減面率拉拔到成品尺寸,鋼絲組織呈纖維狀,有很高的抗拉強(qiáng)度和彈性極限,良好的彎曲和扭轉(zhuǎn)性能。冷拉彈簧鋼絲尺寸精度高,表面光潔,無(wú)氧化和脫碳缺陷,疲勞壽命比較穩(wěn)定,是使用^廣泛的彈簧鋼絲。
碳素彈簧鋼絲的另一類(lèi)型是馬氏體強(qiáng)化鋼絲,又稱(chēng)油淬火回火鋼絲。碳素鋼絲通過(guò)淬回火處理,可獲得良好的綜合力學(xué)性能,當(dāng)鋼絲規(guī)格較小時(shí)(φ≤2.0mm),油淬火回火鋼絲的各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)比索氏體化處理后冷拉鋼絲要低。當(dāng)鋼絲規(guī)格較大時(shí)(φ≥6.0mm)索氏體化的鋼絲不可能采用很大減面率來(lái)獲得所要求的強(qiáng)度指標(biāo),而油淬火回火鋼絲只要完全淬透就可以獲得比冷拉鋼絲更高的性能。在抗拉強(qiáng)度相同條件下,馬氏體強(qiáng)化鋼絲比冷變形強(qiáng)化鋼絲具有更高的彈性極限。冷拉鋼絲金相組織呈纖維狀,各向異性明顯,油淬火回火鋼絲金相組織為均勻的回火馬氏體,幾乎是各向同性的。同時(shí)油淬火回火鋼絲的抗松弛性能優(yōu)于冷拉鋼絲,使用溫度(150~190℃)也高于冷拉鋼絲(≤120℃)。近年來(lái)中大規(guī)格油淬火、回火鋼絲大有取代冷拉鋼絲趨勢(shì)。下面按標(biāo)準(zhǔn)介紹各類(lèi)碳素彈簧鋼絲的應(yīng)用范圍及工藝特點(diǎn)。
(1)YB/T5220-93《非機(jī)械彈簧用碳素彈簧鋼絲》
該標(biāo)準(zhǔn)適用于沙發(fā)墊簧,座墊,靠背拉簧,卡簧,夾簧等非機(jī)械彈簧用碳素彈簧鋼絲。標(biāo)準(zhǔn)按抗拉強(qiáng)度要求不同將鋼絲分成A1,A2,A3…A9九個(gè)組別,每個(gè)組別鋼絲不分規(guī)格大小按一個(gè)強(qiáng)度范圍供貨,抗拉強(qiáng)度偏差≤200Mpa。A1,A2和A3組用于制造較低應(yīng)力彈簧。A3,A4和A5用于制造一般應(yīng)力彈簧。A7,A8和A9用于制造較高應(yīng)力彈簧。床墊簧一般選用A3和A4組別。
從使用狀態(tài)分析,該標(biāo)準(zhǔn)鋼絲基本屬于靜態(tài)簧,成品鋼絲僅考核抗拉強(qiáng)度、纏繞和單次彎曲三項(xiàng)性能,詳見(jiàn)表3。
表3 YB/T5220-93 非機(jī)械彈簧用碳素彈簧鋼絲
說(shuō)明:
①Φ≤4.0mm鋼絲在2d芯棒上纏繞兩圈無(wú)裂紋或折斷。
②Φ>4.0mm鋼絲進(jìn)行彎曲試驗(yàn),試樣沿R=10mm圓弧向不同方向彎曲90o,彎曲處不得有裂紋或折斷。
A1-A3組鋼絲一般選用45~70鋼,A3~A6組選用65Mn或70鋼,A7~A9組鋼絲選用70或T8MnA(82B)生產(chǎn)。由于按該標(biāo)準(zhǔn)供貨的鋼絲基本用于制作靜態(tài)彈簧,對(duì)疲勞壽命的要求相對(duì)寬松,鋼絲可以采用控軋控冷盤(pán)條直接拉拔成品。鋼絲成前熱處理也可以用正火代替鉛浴處理。同時(shí)允許選用轉(zhuǎn)爐鎮(zhèn)靜鋼作為原料。
(2)GB/T4357-89《碳素彈簧鋼絲》
該標(biāo)準(zhǔn)是冷拉碳素彈簧鋼絲的通用標(biāo)準(zhǔn),主要用于制作在各種應(yīng)力狀態(tài)下工作的靜態(tài)彈簧。根據(jù)彈簧工作應(yīng)力狀態(tài)鋼絲可分三個(gè)級(jí)別供貨:B級(jí)用于低應(yīng)力彈簧,C級(jí)用于中等應(yīng)力彈簧,D級(jí)用于高應(yīng)力彈簧。成品鋼絲考核抗拉強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)、纏繞和彎曲四項(xiàng)性能,常見(jiàn)規(guī)格的力學(xué)性能如表4。
表4 GB/T4357-89 碳素彈簧鋼絲
說(shuō)明:
①Φ≤4.0mm的D級(jí)鋼絲和Φ≤6.0mm的B級(jí)、C級(jí)鋼絲在等于鋼絲直徑的芯棒上纏繞2圈、 纏繞后的試樣表面不得產(chǎn)生裂紋和斷裂。
②Φ>4.0mm的D級(jí)鋼絲在2倍鋼絲直徑的芯棒上纏繞2圈,纏繞后的試樣表面不得產(chǎn)生裂紋和斷裂。
③Φ>6.00mm的鋼絲應(yīng)進(jìn)行彎曲檢驗(yàn),試樣沿R=10mm圓弧向不同方向彎曲900,彎曲后不得產(chǎn)生裂紋和斷裂。
B級(jí)和C級(jí)鋼絲一般選用70(67A、72A)或65Mn(67B),D級(jí)選用T9XtA和T8MnA(82B)生產(chǎn)。
本標(biāo)準(zhǔn)鋼絲主要用于制作靜態(tài)機(jī)械彈簧,其服役期振動(dòng)頻次要高于非機(jī)械彈簧,對(duì)疲勞壽命有一定的要求,成品也增加扭轉(zhuǎn)性能的考核。因此對(duì)鋼絲用盤(pán)條應(yīng)采用電爐或電爐+爐外精煉法冶煉,盤(pán)條中P≤0.030%、S≤0.020%等。成品鋼絲顯微組織中如含有游離鐵素體,會(huì)降低彈簧疲勞壽命,而控軋控冷盤(pán)條中一般均存有5%~1.5%的游離鐵素體,一般不宜采用盤(pán)條直接生產(chǎn)成品鋼絲。按此標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)的鋼絲原則上成前應(yīng)經(jīng)鉛浴處理,消除游離鐵素體組織,成品鋼絲顯微組織應(yīng)為纖維化索氏體組織。
(3)GB/T4358-1995《重要用途碳素彈簧鋼絲》
按該標(biāo)準(zhǔn)供貨的鋼絲,主要用于制作在各種應(yīng)力狀態(tài)下工作的動(dòng)態(tài)彈簧。根據(jù)彈簧工作應(yīng)力狀態(tài),鋼絲分3個(gè)組別供貨:E組適用于中等應(yīng)力動(dòng)態(tài)彈簧,F(xiàn)組適用于高應(yīng)力動(dòng)態(tài)彈簧,G組適用于高疲勞壽命的動(dòng)態(tài)彈簧。成品鋼絲考核抗拉強(qiáng)度,扭轉(zhuǎn),纏繞,彎曲和脫碳五項(xiàng)性能指標(biāo),常見(jiàn)規(guī)格的力學(xué)性能如表5。
表5 GB/T4358-1995 重要用途碳素彈簧鋼絲
說(shuō)明:
①Φ<4.0mm的鋼絲在等于鋼絲直徑的芯棒上、Φ≥4.0mm鋼絲在2倍鋼絲直徑的芯棒上纏繞5圈,不得有裂紋或折斷。
②Φ>1.0mm鋼絲進(jìn)行彎曲試驗(yàn),試樣沿R圓弧向不同方向彎曲900,彎曲處不得有裂紋或折斷,Φ≤4.0mm,R=5mm;Φ>4.0mm,R=10mm。
③G組鋼絲脫碳層≤1.0d%。
由于按該標(biāo)準(zhǔn)供貨的鋼絲用于制作中、高應(yīng)力狀態(tài)下工作的動(dòng)態(tài)彈簧,成品鋼絲除保持高的彈性極限和良好的韌性指標(biāo)外,還必須考慮到疲勞極限和彈簧的疲勞壽命。為此,對(duì)鋼的純凈度,非金屬夾雜含量和氣體含量,鐵素體含量及表面脫碳程度有更高的要求。鋼絲用盤(pán)條必須采用電爐+爐外精煉法冶煉,對(duì)盤(pán)條的化學(xué)成分有更高的要求:P≤0.025%、S≤0.020%,Cr ≤0.10%、Ni≤0.15%(0.12%)、Cu≤0.20%。實(shí)際生產(chǎn)中為提高疲勞壽命往往將Mn控制在高限,E組選用70或70Mn(72B),F(xiàn)組選用T8MnA或T9RtA,G組選用65Mn(Mn可調(diào)整到0.9-1.2%)或67B。降低鋼中P、S含量,提高M(jìn)n含量和采用爐外精煉的目的是:消減鋼中非金屬夾雜含量,改善夾雜物形態(tài)和降低氣體含量,提高疲勞極限和疲勞壽命。如果鋼絲顯微組織中含有游離鐵素體,會(huì)較大幅度地降低疲勞壽命,按該標(biāo)準(zhǔn)供貨的鋼絲,成前必須進(jìn)行鉛淬火處理。
G組鋼絲用于制作在劇烈振動(dòng)狀態(tài)下工作的閥門(mén)彈簧,對(duì)疲勞壽命要求極高,所以選用韌性更好的65Mn盤(pán)條,抗拉強(qiáng)度雖有所下降,但疲勞壽命更有保證。鋼絲表面脫碳,形成鐵素體組織嚴(yán)重影響疲勞性能,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)G組鋼絲增加脫碳層檢驗(yàn),規(guī)定總脫碳層深度不得大于1.0%d,但對(duì)較大規(guī)格鋼絲(Φ>4.0mm)受減面率限制,由熱軋盤(pán)條帶來(lái)的脫碳層很難徹底消除,標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充規(guī)定:"征得需方同意,可供應(yīng)脫碳層不超直徑1.5%d的鋼絲"。
(4)GJB1497-92《特殊用途碳素彈簧鋼絲規(guī)范》
在某些特定場(chǎng)合,需要彈簧具有超出常規(guī)要求的彈力,如槍械彈簧,為便于攜帶和使用,彈簧所占的空間很小,彈力要足夠大,必須選用抗拉強(qiáng)度特高,韌性較好的鋼絲來(lái)制作彈簧,《特殊用途碳素彈簧鋼絲》就適應(yīng)這種需要的標(biāo)準(zhǔn)。
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼絲分甲、乙、丙3組供貨。丙組適應(yīng)于較高應(yīng)力彈簧,乙組適應(yīng)于高應(yīng)力彈簧,甲組適用于超高應(yīng)力彈簧。標(biāo)準(zhǔn)推薦鋼絲采用T9A,T10A和T8MnA制造。實(shí)際上鋼絲抗拉強(qiáng)度隨碳含量增高而上升,扭轉(zhuǎn)性能(韌性指標(biāo))隨碳含量上升而下降,綜合考慮,遼寧特殊鋼集團(tuán)大連三大鋼絲公司選用加稀土的T9A鋼絲生產(chǎn)甲、乙、丙組鋼絲。成品鋼絲考核抗拉強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)斷口、纏繞、抗拉強(qiáng)度均勻性和尺寸均勻性六項(xiàng)性能指標(biāo),常見(jiàn)規(guī)格的力學(xué)性能如表6。
應(yīng)該指出鋼絲的超高抗拉強(qiáng)度是以犧牲部分塑性和疲勞壽命換來(lái)的,只適用于制作形狀簡(jiǎn)單,對(duì)疲勞壽命要求不很高的彈簧,該標(biāo)準(zhǔn)不宜推廣使用。
表6 GJB 1497-92 特殊用途碳素彈簧鋼絲規(guī)范
說(shuō)明:
①每盤(pán)鋼絲兩端抗拉強(qiáng)度差不得大于100Mpa。
②鋼絲扭轉(zhuǎn)時(shí),在規(guī)定扭轉(zhuǎn)次數(shù)以?xún)?nèi)不得有肉眼可見(jiàn)的裂紋和分層。
③鋼絲進(jìn)行纏繞試驗(yàn),鋼絲繞芯棒纏繞1~5圈后不得折斷和破裂。芯棒直徑等于鋼絲直徑。
(5)YB/T5103-93油淬火-回火碳素彈簧鋼絲
油淬火、回火鋼絲先將鋼絲生產(chǎn)到成品尺寸,然后再進(jìn)行油淬火回火處理,以回火馬氏體組織交貨。組織均勻性是決定油淬火回火鋼絲性能的重要指標(biāo),因碳素彈簧鋼絲淬透性有限,規(guī)格太大的鋼絲油淬火回火后芯部不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,所以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定油淬火回火碳素彈簧鋼絲供貨直徑小于12.0mm。
與冷拉碳素彈簧鋼絲相比,直徑≤2.0mm的油淬火回火鋼絲抗拉強(qiáng)度和彈性極限低于冷拉鋼絲。但大規(guī)格鋼絲(Φ≥6.0mm)索氏體處理后,不可能采用大減面率拉拔獲得高的抗拉強(qiáng)度,而油淬火回火鋼絲只要完全淬透,就可以獲得比冷拉鋼絲更高的抗拉強(qiáng)度。即使在抗拉強(qiáng)度相同條件下,油淬火回火鋼絲的彈性極限也高與冷拉鋼絲。
冷拉彈簧鋼絲的各向異性明顯,而油淬火回火鋼絲幾乎各相同性。油淬火回火鋼絲的疲勞壽及抗應(yīng)力松弛性能比冷拉鋼絲好得多,工作溫度更高(150~170℃),抗蠕變性能更好。另外油淬火回火鋼絲直條度好,打開(kāi)盤(pán)卷后鋼絲彈直,幾乎無(wú)彎曲,纏繞彈簧時(shí)成形性能更好。因此工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大規(guī)格油淬火回火碳素彈簧鋼絲幾乎取代了冷拉碳素彈簧鋼絲。
(6)YB/T5102-93《閥門(mén)用油淬火回火碳素彈簧鋼絲》
YB/T5102-93與YB/T5103-93的關(guān)系相當(dāng)于GB/T4358-1995與GB/T4357-89的關(guān)系。前者用于制作動(dòng)態(tài)彈簧,后者是通用標(biāo)準(zhǔn),主要用于制作靜態(tài)彈簧。由于動(dòng)態(tài)油淬火回火彈簧對(duì)組織均勻性要求更嚴(yán)格,碳素鋼淬透性有限,YB/T5102規(guī)定供貨規(guī)格更?。ㄖ睆健?.0mm)。
閥門(mén)用油淬火回火碳素鋼絲使用范圍和質(zhì)量控制要求基本與GB/T4358-1995 G組相當(dāng),這里不再贅述。
2.2合金彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)、適用范圍及工藝特點(diǎn)
我國(guó)合金彈簧鋼絲分三類(lèi),合金彈簧鋼絲,油淬火回火硅錳彈簧鋼絲,閥門(mén)用油淬火回火鉻硅合金彈簧鋼絲,從發(fā)達(dá)國(guó)家合金彈簧使用現(xiàn)狀來(lái)看,油淬火回火鋼絲所占比例越來(lái)越大,日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)規(guī)定,合金彈簧鋼絲全部以油淬火回火狀態(tài)供貨。
(1) GB/T5218-1999《合金彈簧鋼絲》
該標(biāo)準(zhǔn)將原GB5218-85《硅錳彈簧鋼絲》、GB5219-85《鉻釩彈簧鋼絲》和GB5221-85《鉻硅彈簧鋼絲》三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合并成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)適用于制作高、中應(yīng)力彈簧用合金彈簧鋼絲,鋼絲纏簧成形后需經(jīng)淬火回火處理才能使用。
標(biāo)準(zhǔn)列出60Si2MnA、50CrVA和55CrSiA三個(gè)鋼號(hào),同時(shí)規(guī)定根據(jù)需方要求,可以供應(yīng)其它牌號(hào)鋼絲。
鋼絲一般按冷拉狀態(tài)交貨,成品直徑≤5.0mm檢驗(yàn)抗拉強(qiáng)度σb≤1035Mpa,直徑>5.0mm鋼絲檢驗(yàn)HB≤302,相當(dāng)于輕拉狀態(tài)。生產(chǎn)中大規(guī)格(Ф>8.0)成品冷拉減面率不超過(guò)25%,小規(guī)格鋼絲(Ф≤5.0)減面率不超過(guò)30%。退火狀態(tài)交貨鋼絲太軟,極易產(chǎn)生死彎,纏簧時(shí)往往造成簧形不好,螺距不均。冷拉減面率偏大時(shí)鋼絲太硬、纏簧時(shí)反彈大,粗簧成形困難。所以直接纏簧的鋼絲以輕拉狀態(tài)供貨^合適。對(duì)于鋼絲購(gòu)回還要進(jìn)行冷加工(如壓扁、軋成異型截面等)的用戶(hù),應(yīng)推薦選用退火狀態(tài)交貨鋼絲。
為保證纏簧性能,成品鋼絲進(jìn)行纏繞試驗(yàn),直徑≤5.0mm鋼絲在相當(dāng)于鋼絲直徑1~2倍的芯棒上纏繞6圈,不得破裂和折斷。
脫碳和表面缺陷嚴(yán)重的降低彈簧疲勞壽命,必須嚴(yán)格控制。特別是60Si2MnA和55CrSi,含硅量較高,退火時(shí)極易脫碳。盤(pán)條球化退火和半成品再結(jié)晶退火推薦采用低溫,長(zhǎng)時(shí)間的退火工藝。如前所述,疲勞壽命要求高的彈簧,必須選用磨光鋼絲,但需要分清是退火磨光還是冷拉磨光。50CrV軟態(tài)鋼絲磨光時(shí)磨屑極易粘附到鋼絲表面,形成不規(guī)則小白點(diǎn),所以盡可能采用冷拉磨光工藝,減少表面"白點(diǎn)"。
在表面質(zhì)量保證條件下,夾雜含量就成為影響疲勞壽命的^重要因素,所以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,需方有要求時(shí)可增加非金屬夾雜物,石墨碳檢驗(yàn)。
(2)YB/T5104-93《油淬火-回火硅錳合金彈簧鋼絲》和YB/T5105-93《閥門(mén)用油淬火-回火鉻硅合金彈簧鋼絲》。
使用油淬火回火合金彈簧鋼絲制簧后,不需要再進(jìn)行淬回火處理,只要象冷拉碳素彈簧鋼絲一樣進(jìn)行消除應(yīng)力處理即可使用,深受歡迎,直徑14.0mm以下合金彈簧越來(lái)越多地使用這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
YB/T5104-93分3種類(lèi)別供貨,A類(lèi)適用于中等載荷的靜態(tài)彈簧,B類(lèi)適用于中等載荷,中等疲勞壽命的動(dòng)態(tài)彈簧,C類(lèi)適用于較高應(yīng)力狀態(tài)的動(dòng)態(tài)簧,如汽車(chē)懸掛彈簧。YB/T5105-93適用于承受劇烈動(dòng)負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門(mén)彈簧。
參考資料
1 ISO/CD8458-1(第三版)機(jī)械彈簧用鋼絲 第1部分:一般技術(shù)要術(shù)
2 ISO/CD8458-2(第三版)機(jī)械彈簧用鋼絲 第2部分:鉛淬火、冷拉碳素鋼絲
3 ISO/CD8458-3(第三版)機(jī)械彈簧用鋼絲 第3部分:油淬火、回火鋼絲
4 JIS G3521-1991高碳鋼絲
5 JIS G3522-1991琴鋼絲(end)
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