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弹簧材料发展特点

  • 发布时间:2019-09-08

  • 编辑:东莞弹簧厂

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随着弹簧应用技术的发展,对其材料提出了更高的要求。主要提高高应力下的疲劳寿命和抗松弛性。其次,要求具有耐腐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。根据不同的用途。因此,除了弹簧材料的新品种外,在严格控制化学成分、减少非金属夹杂物、提高表面质量和尺寸精度方面也取得了有益的效果。

1.合金钢气门弹簧和悬架弹簧的发展已广泛应用于硅钢。为了提高疲劳寿命和抗松弛性能,在硅铬钢中加入钒和钼。同时,研制出硅铬拉丝钢丝,该钢丝在高温下工作时具有比钢琴钢丝更好的抗松弛性能。随着发动机的快速小型化,具有良好抗颤振性、重量轻、弹性模量小的钛合金得到了广泛应用,其强度可达2000Mpa。

2.不锈钢丝的发展

(1)奥氏体不锈钢丝比铁素体不锈钢丝具有更好的强度,其耐腐蚀性也优于马氏体不锈钢丝。奥氏体不锈钢丝的应用范围不断扩大。


(2)低温拉丝或低温氮化拉丝可以提高钢丝的强度。马氏体受热时结构不稳定,而在低温液氮中拉丝可形成隐针马氏体,并在热状态下获得高强度。这种钢丝在美国和日本有很多应用,但目前只能处理1毫米以下的钢丝。


(3)电子设备中的精密弹簧要求无磁性。这种钢丝在拉拔过程中不会产生隐针马氏体。为此,应添加氮、锰、镍和其他元素。为了满足这方面的需求,美国开发了AUS205(0.15C-17Cr-1Ni-15Mn-0.3N)和YUS(0.17C-21Cr-5Ni-10Mn-0.3N)。由于Mn的含量增加,加工中不会生成隐针状马氏体。经固溶处理,强度可达2000Mpa,疲劳性能高,优于SUS304。

 

3.提高材料纯度对于高强度材料,严格控制夹杂物并提高纯度以确保其性能。例如,目前气门弹簧材料的氧含量已达到20×106。

 

4.提高材料表面质量对疲劳性能有很大影响。为保证表面质量,有特殊要求的材料表层采用剥离工艺,厚度为0.1毫米。深度为0.5毫米的缺陷采用涡流探伤,对于拉丝过程中表面产生的不平整,可采用电解磨削将表面粗糙度降至Ra = 6.5 ~ 3.4μ m

 

5.电镀钢丝的发展不仅需要弹簧特性,还需要在特殊情况下的耐腐蚀性、导电性和其他附加性能,其中大部分是通过电镀工艺解决的。一些不锈钢丝和钢琴钢丝的耐腐蚀性与镀锌相当。如果镀上另一层ZnAl(5%)合金,耐蚀性可提高约3倍。对于对电阻性能有要求的不锈钢丝或钢琴钢丝,直径小于0.4毫米的钢丝可采用镀铜,直径大于0.4毫米的钢丝可采用铜,直径大于0.4毫米的钢丝可采用不锈钢材料。一般来说,可通过镀5μm厚的镍来提高钢琴钢丝的电导率。

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