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一、按照化学成分分类
根据GB/T 13304 标准,弹簧钢按照其化学成分分为非合金弹簧钢(碳素弹簧钢)和合金弹簧钢。
碳素弹簧钢
碳素弹簧钢的碳含量(质量分数)一般在0.62%~0.90%。按照其锰含量又分为一般锰含量(质量分数) (0.50%~0.80%)如65、70、85和较高锰含量(质量分数) (0.90~1.20%),如65Mn两类。
合金弹簧钢
合金弹簧钢是在碳素钢的基础上,通过适当加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能,以满足制造各种弹簧所需性能的钢。
合金弹簧钢的基本组成系列有,硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上,有一些牌号为了提高其某些方面的性能而加入了钼、钒或硼等合金元素。
此外,还从其他钢类,如优质碳素结构钢、碳素工具钢、高速工具钢、不锈钢,选择一些牌号作为弹簧用钢。
二、按照生产加工方法分类
⒈ 热轧 (锻)钢材包括热轧轧圆钢、方钢、扁钢、钢板,锻制圆钢、方钢。
⒉冷拉(轧) 钢材 包括钢丝、钢带、冷拉材 (冷拉圆钢)。
庆厚金属材料有限公司
冷拉(轧)弹簧钢材包括钢丝、钢带。这类钢材的表面质量和尺寸精度要求格外严格。钢丝的生产工艺有油淬火和冷拉两种。
油淬火钢丝是把钢丝冷拔到规定尺寸后再加热、油淬火和铅浴回火,故钢丝出厂时已具备所需力学性能,制成弹簧后只要回火,应力即可使用。优点是整批性能均匀,稳定,挺直性好,适于大批量生产,可制造各种重要弹簧,特别是阀门弹簧。牌号有65Mn、50CrVA、60Si2Mn、55CrSi等。
合金弹簧钢丝也可以冷拉态交货,或经退火、正火、回火处理后交货,制成弹簧后再淬火、回火。其性能不如油淬火钢丝均匀、稳定,生产效率也低,成本高,多用于小批量弹簧生产。
此外,近也研究了用高频感应加热处理高强度弹簧钢丝的工艺。冷拉钢丝在连续感应加热装置上进行淬火和回火,其内部组织均匀、细小,塑性和韧性以及弹减抗力、疲劳极限、断裂韧性等都明显优于常规处理的钢丝。这种钢丝在美国、日本都已有生产,制造汽车、摩托车的悬挂弹簧、发动机阀门弹簧,卡车、拖车等的紧急制动弹簧及各种高强度机械弹簧,使用效果令人满意。另外,感应加热处理在弹簧扁钢生产上也得到应用。
还有一种钢丝生产工艺,即铅浴等温淬火。钢材奥氏体化后在铅浴中等温,生成细小珠光体组织,然后冷拉到规定尺寸。通过调整钢中碳含量和冷变形量控制钢丝的力学性能,制簧后不需热处理,只要加工应力即可使用。应用这种工艺生产的都是碳素钢钢丝,但也有少数合金钢(如65Mn)钢丝。
冷轧弹簧钢带一般也是冷轧或再经退火后供货,制成弹簧后再淬火回火处理,或仅回火以加工应力。
热处理规范编辑
钢号淬火温度淬火介质硬度要求 回火温度 冷却介质 硬度要求 应用范围
65780-830 水或油 400-600 线径小于12-15mm的螺旋弹簧、弹簧垫圈
65Mn810-830 油或水 >60 370-400 水 42-50 5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧
50CrV850-870 油 >58 400-55 水 45-50截面较大和较重要的板簧片及螺旋弹簧
50CrV850-870 油 >58 370-420油 45-52 300C以下工作的高温弹簧
60Si2MnA860-880 油 >60 500-520 水 HB363-444 厚度8-12mm的板簧片
应用实例编辑
1. 65 、70 、85钢号
可得到很高强度、硬度、屈强比,但淬透性小,耐热性不好,承受动载和疲劳载荷的能力低 应用非常广泛,但多用于工作温度不高的小型弹簧或不太重要的较大弹簧。如汽车、拖拉机、铁道车辆及一般机械用的弹簧。
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