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根据弹簧生产的特点，弹簧钢材通常可分为热成型和冷成型两大类

根据弹簧生产的特点，弹簧钢材通常可分为热成型和冷成型两大类。

 1、热成型弹簧钢材料热成型弹簧都是一些较大型的弹簧，为了保证大型弹簧材料截面具有高的弹性和优异的综合力学性能，在钢中除了加入适当的碳量（碳的质量分数一般在0.45%~1.1%），还应加入适量的合金元素，一是加入强化基休和增加淬透性的合金元素，效果最显著的是Si、Mn、Cr、ni、Mo、W、V等；一是加入微量的活性元素，如B、Ti、Zr、Nb以及稀土元素；加入这些元素的主要目的是稳定组织状态，从而提高弹簧材料对微量塑性变形的抗力和抗松弛性。当前世界各国正是根据上述合金比原理发展通用弹簧钢。

 在我国弹簧钢标准GB1222-84中，共有17个钢种，其中碳素弹簧钢3种、锰钢1种、硅锰钢3种、含硼钢3种、铬锰钢4种、硅铬钢、铬钒钢和钨铬钒钢各1种。硅锰钢在世界范围内处于被铬锰钢取代的形势。硅锰钢和硅锰钨钢的冶炼成材工艺难度大，硅酸盐夹杂物较多，难以彻底消除，热加工脱碳倾向较大，严重影响淬火质量和疲劳寿命。而铬锰钢冶炼成材工艺性好，淬透性很高。综合力学性能与硅锰钢比较，韧性较好。

 热成型的钢材有：热轧弹簧圆钢、方钢及扁钢；梯形弹簧钢；冷拉合金弹簧圆钢等。

 2、冷成型弹簧钢材料弹簧用量最多的是中、小型弹簧，拉簧，扭簧和小弹簧，热处理时易变形、脱碳，质量很难保证。例如汽车发动机上阀门弹簧，承受高冲击和振动，因而要求有良好的疲劳性能。当工作温度升高时，则要求有良好的抗松弛性能等。因此发展冷成型强化钢材，是保证弹簧质量，降低制造成本的有效途径。

 ａ.弹簧钢丝根据钢丝的强化和成型方法，弹簧钢丝有以下几种不同的供应状态。

 （1）索氏体化后进行冷变形强化的钢丝，有两个标准：碳素弹簧钢丝（GB4357.34）和琴钢丝（YB/T5101-93）。这两种钢丝的生产过程大致相同，都是将盘条经铅浴等温淬火后获得细片状珠光体组织然后在室温下通过冷拔丝模进行多次冷拔，使钢丝达到成品尺寸。当总的压缩量达到80%-90%以上时，钢丝的显微组织沿冷拔方向呈纤维状，同时达到弹簧所要求的力学性能。冷成型弹簧，只需进行低温去应力回火。

 （2）热处理弹簧钢丝Ｈ1，即油淬火回火弹簧钢丝。有五个标准：阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝（YB/T5102.93）；油淬火回火碳素弹簧钢丝（YB/T5103.93）；油淬火回火硅锰弹簧钢丝（YB/T5101-93）；阀门用油淬火回火铬硅弹簧钢丝（YB/T-510313）；阀门用油淬火回火铬钒弹簧钢丝（YB/T-5008.93）。

 这几种钢丝，都是将盘条冷拔到钢丝成品尺寸后，进行油淬火回火，使钢丝获得良好的综合力学性能。冷成型弹簧后，需进行去应力回火。这几种弹簧钢丝，具有较高的热稳定性。

 （3）完全靠冷拔强化的钢丝，目前只有一个标准：弹簧用冷拔不锈钢丝（YB（Ｔ）11-83）。

 （4）冷拔后或冷拔后退火状态交货的钢丝，有五个标准：硅锰弹簧钢丝（GB5218.95）；铬钒弹簧钢丝（GB5219.85）；阀门用铬钒弹簧钢丝（YB/T 5220-93）；铬硅弹簧钢丝（GB5221.85）；弹簧垫圈用梯形钢丝（GB5222-55）。这五种钢丝冷成型弹簧后，需进行热处理强化。

弹簧是在较高的应力下工作， 材料表面受力最大， 弹簧材料的综合力学性能和材料表面质量， 直接影响到弹簧的质量。

  弹簧是在较高的应力下工作， 材料表面受力最大， 弹簧材料的综合力学性能和材料表面质量， 直接影响到弹簧的质量。 保证和提高弹簧材料力学件能和物理化学性能， 是确保弹簧正常工作的关键。 弹簧材料用量最多的是弹簧钢， 其次是铜合金、 镍合金、 高弹性和恒弹性合金以及橡胶和工程塑料之类的非金属材料。

 为了满足某些弹簧的特殊要求， 也常常选用一些超高强度钢、 高速工具钢、 不锈耐酸钢和热强钢中的某些牌号做弹簧钢使用。

按结构形状来分， 弹簧大致分为圆柱螺旋弹簧、 非圆柱螺旋弹簧和其他类型弹簧。

  弹簧的类型很多， 其分类方法也很多。 按结构形状来分， 弹簧大致分为圆柱螺旋弹簧、 非圆柱螺旋弹簧和其他类型弹簧。 圆柱螺旋弹簧应用广泛， 按其承受载荷的性能又分为螺旋压缩、 螺旋拉伸和螺旋扭转弹簧等。 非圆柱螺旋弹簧包括截锥螺旋弹簧、 截锥涡卷弹簧、 中凹和中凸螺旋弹簧、 组合螺旋弹簧以及非圆形螺旋弹簧等。 它们均具有特殊的性能， 特性线多为非线性。

 弹簧也可按使用条件分类。 用作缓冲或减振的弹簧是利用弹簧动的机能， 称为动弹簧， 如汽门弹簧、 车辆悬架弹簧、 破碎机的支承弹簧等； 用作承受静载荷的弹簧是利用弹簧静的机能称为静弹簧， 如安全阀弹簧、 钟表的发条等。

 弹簧如按特性线的类型也可分为线性和非线性特性线弹簧。 属于线性特性线的弹簧， 有普通螺旋压缩、 拉伸和扭转弹簧、 扭杆弹簧等； 属于非线性特性线的弹簧有不等节距螺旋压缩弹簧、 截锥螺旋弹簧、 碟形弹簧和截锥涡卷弹簧等。

制后经淬火的弹簧．淬火、回火的弹簧没有初拉力

  某些设备上要求制造出弹簧的圈间没有初拉力的密圈圆柱拉伸螺旋弹簧，允许微量的初拉力须在零和工作负荷允许的偏差之间。卷制后经淬火的弹簧．淬火、回火的弹簧没有初拉力。但对于不经过淬火、回火的冷卷弹簧，由于初拉力的存在，会导致负荷变形的不合格。这里所说的初拉力是指不经淬火的密卷圆柱拉伸弹簧在弹簧圈之间形成的轴向压应力， 拉伸弹簧时当所加载荷超过初拉力后，弹簧才开始变形。

 初拉力是密卷圆柱拉伸弹簧在冷卷过程中形成的内力。 按 GB/T1239.6-1992 的弹簧标准，初拉力值范围的幅度占初应力平均值大小的一半多。 设计时选取的初应力若为上限或下限值时， 能使设计初拉力与实际初拉力相差最大为 50%；设计选取初应力若为中限值，则使设计初拉力与实际拉力相差最大为 25%， 这样大的设计偏差足以导致弹簧工作负荷下变形量的不合格。 密卷圆柱拉伸螺旋弹簧产生的初拉力大小受选用的弹簧材料、钢丝直径、弹簧外径、热处理状态以及卷制的圈数等因素的影响。 按照拉伸弹簧初拉力的计算公式：P c =τ c ×πd 3 /8D可以看出， 初拉力的大小与钢丝直径和弹簧直径规格有关；另外，根据常规数据，碳素钢的弹簧钢丝卷制的弹簧的初拉力比不锈钢卷制的弹簧初拉力大； 冷卷弹簧采用低温退火的办法也不能完全消除初拉力。受操作过程的影响，以及操作者经验和技术的影响，制造的过程中对初拉力无法定量控制。以上三种原因可因单项偏差造成弹簧弹性不合格，也可能各单项偏差叠加造成弹簧弹性不合格。

 减小密卷圆柱拉伸弹簧冷卷时的初拉力的方法是：首先卷制时使弹簧的初拉力最大。 生产中可以通过调整送料角度和送料的张紧程度来调整弹簧的初拉力。 对于拉伸弹簧还可以用多次调整扭力的特殊方法来获得最大初拉力： 即先将金属丝在空心轴上绕制成与所要求螺旋方向相反的密卷弹簧， 并留出一定的金属丝弯头，将此空心轴的弹簧坯穿入圆柱芯轴上，把有弯曲的一头插入芯轴孔中，再通过夹紧装置形成一定张力后，向相反方向密绕，这样就形成了具有较大初拉力的弹簧。然后， 对卷制好的具有最大初拉力的弹簧进行强拉处理，先测量弹簧的初拉力， 在强拉处理中减小初拉力。

 强拉处理是对拉伸弹簧把弹簧拉至材料层的应力超过屈服点的过程。 弹簧卷制成形后，测量密卷圆柱拉伸螺旋弹簧的初拉力与逐步减小初拉力的强拉处理逐次增力交替进行。 第一次拉伸到试验负荷，随着拉伸次数的增加，密卷圆柱拉伸螺旋弹簧所受应力大于弹性极限时， 微量弹性变形开始转变为塑性变形，初拉力便开始减小，超出极限偏差的工作负荷或变形也随之进入合格范围。

拉伸弹簧初拉力的计算公式有： P c = τ c · π d 3 / 8D

拉伸弹簧初拉力的计算公式有： P c = τ c · π d 3 / 8D

即为：初切应力*3.14*线径的3次方/8/中径

初切应力=材质系数/100/（中径/线径）

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