中文名 | 彈簧鋼絲 | 外文名 | SPRING WIRE |
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抗拉強(qiáng)度等級(jí) | 1000-3000兆帕 | 圓形直徑范圍 | 0.08-20毫米 |
用????途 | 做彈簧或鋼絲型件 | 學(xué)????科 | 金屬材料 |
彈簧在彈性范圍內(nèi)使用,卸載后應(yīng)回復(fù)到原來位置,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。
制造各種類型和用途彈簧的鋼絲。主要種類有:(1)供冷卷彈簧用的鋼絲,這類彈簧冷卷成型后不經(jīng)熱處理或只經(jīng)低溫加熱后應(yīng)用,主要是碳素彈簧鋼絲;(2)卷簧后經(jīng)熱處理的彈簧鋼絲,主要是合金彈簧鋼絲;(3)調(diào)質(zhì)彈簧鋼絲,又稱油淬火一回火彈簧鋼絲;(4)不銹彈簧鋼絲,這類鋼絲大多由奧氏體不銹鋼制作,其生產(chǎn)特點(diǎn)見合金鋼絲。此外尚有正在開發(fā)中的形變熱處理鋼絲。
碳素彈簧鋼絲應(yīng)具有高的抗拉強(qiáng)度、彈性極限、韌性和疲勞強(qiáng)度,并耐沖擊和振動(dòng)。確保強(qiáng)度和韌性指標(biāo)特別是防止扭轉(zhuǎn)裂紋的產(chǎn)生是生產(chǎn)彈簧鋼絲的關(guān)鍵。盤條的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量都直接影響鋼絲的性能。碳素彈簧鋼絲用高碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或碳素工具鋼盤條制造,須根據(jù)彈簧的用途嚴(yán)格控制其化學(xué)成分、氣體含量和非金屬夾雜。為了減少表面缺陷和脫碳層,對(duì)生產(chǎn)盤條的鋼坯要進(jìn)行表面研磨,必要時(shí)還要進(jìn)行剝皮。盤條要進(jìn)行正火或索氏體化處理,規(guī)格大的用球化退火代替。中間特別是成品拔程前的熱處理廣泛采用索氏體化處理。熱處理時(shí)要防止脫碳。熱處理后采用硫酸或鹽酸酸洗以清除氧化鐵皮。涂層(見潤(rùn)滑載體)可采用蘸石灰、磷化、硼砂處理或鍍銅。成品拔程的拉拔工藝對(duì)產(chǎn)品性能的影響很大,一般采用90%左右的較大的總減面率(見面積減縮率)和較小的道次減面率(約≤23%),以保證產(chǎn)品的韌性。對(duì)于高強(qiáng)度彈簧鋼絲,拉拔時(shí)應(yīng)控制各道次鋼絲的出口溫度低于150℃,防止鋼絲因產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)效而出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)裂紋,這是造成鋼絲報(bào)廢的主要缺陷。為此,拉拔時(shí)必須有良好的潤(rùn)滑和充分的冷卻,采用較小的道次減面率和拉拔速度有助于減少鋼絲的溫升。拉拔后鋼絲內(nèi)存在較大的殘余應(yīng)力,影響其性能,可采用在線矯直或低溫 (180~370℃) 加熱等措施加以消除。
合金彈簧鋼絲用硅錳、鉻釩等合金彈簧鋼制造。盤條的軟化采用不完全退火。熱處理時(shí)要防止脫碳,對(duì)含硅彈簧鋼盤條還要防止石墨碳的析出。半成品的熱處理采用再結(jié)晶退火。酸洗、涂層工藝與生產(chǎn)碳素彈簧鋼絲相近。按需要,硅錳彈簧鋼絲有冷拉、退火、正火、高溫回火、銀亮及油淬火—回火等不同的交貨狀態(tài);鉻釩彈簧鋼絲有冷拉、退火、銀亮等交貨狀態(tài)。一般合金彈簧鋼絲在繞成彈簧后,須經(jīng)淬火和中溫回火后才可使用。
調(diào)質(zhì)彈簧鋼絲主要有油淬火—回火碳素彈簧鋼絲和硅錳合金彈簧鋼絲,閥門用油淬火—回火碳素彈簧鋼絲和鉻硅合金彈簧鋼絲。彈簧鋼絲拉拔后進(jìn)行油淬火—回火調(diào)質(zhì)處理的目的是使鋼絲具有較高的彈性極限和屈強(qiáng)比以及良好的韌性和耐疲勞性能。用淬火—回火鋼絲制作的彈簧,幾何形狀和力學(xué)性能穩(wěn)定、負(fù)荷波動(dòng)小,可在低于回火溫度下加熱以消除繞制時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
不同類型的彈簧鋼絲有不同的生產(chǎn)方法,共同特點(diǎn)都是需要一定的強(qiáng)度、高韌性和良好的卷簧性能。
常用各種彈簧鋼絲的工藝制作方法如下:
(鋼)盤條--表面處理-- 拉絲(床墊鋼絲可用此法)
鉛淬火彈簧鋼絲:在盤條尺寸或冷拔的中間規(guī)格進(jìn)行鉛浴淬火,然后再進(jìn)行表面處理和拉絲。
鍍鋅彈簧鋼絲:通常在成品尺寸進(jìn)行熱鍍或電鍍,也有采用盤條酸洗熱鍍后冷拔到規(guī)定尺寸的。
油淬火彈簧鋼絲:根據(jù)需要可采用碳鋼或合金鋼,表面處理并冷拔至成品尺寸后進(jìn)行淬火回火處理,這種工藝在汽車懸掛簧及氣門簧用鋼絲上用得較多,普通彈簧當(dāng)然也可以用。
一般采用酸洗磷化,去除氧化鐵皮,形成磷化膜;也有少數(shù)采用機(jī)械方法處理。目的都是滿足冷拔拉絲工序的要求,獲得光潔的表面。對(duì)于要求高疲勞壽命的彈簧鋼絲,如氣門彈簧鋼絲,應(yīng)對(duì)盤條進(jìn)行扒皮處理,減少表層缺陷,如果鋼廠能在鋼坯上進(jìn)行修磨,也有益于減少缺陷。
成品拔程的拉拔工藝對(duì)產(chǎn)品性能的影響很大,一般采用90%左右的較大的總減面率(見面積減縮率)和較小的道次減面率(約10%-20%),以保證產(chǎn)品的韌性。對(duì)于高強(qiáng)度彈簧鋼絲,拉拔時(shí)應(yīng)控制各道次鋼絲的出口溫度低于150℃,防止鋼絲因產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)效而出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)裂紋,這是造成鋼絲報(bào)廢的主要缺陷。為此,拉拔時(shí)必須有良好的潤(rùn)滑和充分的冷卻,采用較小的道次減面率和拉拔速度有助于減少鋼絲的溫升。
碳鋼彈簧鋼絲常用鉛浴淬火工藝,可獲得非常細(xì)小的珠光體組織(索氏體),對(duì)于改善深度拉拔性能及彈簧性能都是有益的,鉛浴的替代工藝流化床還未推廣,只在一些小直徑上有應(yīng)用。合金鋼絲一般采用退火熱處理,使顯微組織適應(yīng)拉拔變形。不銹鋼絲的熱處理采用固溶處理,其目的也是改善組織以適應(yīng)拉拔的需要。油淬火工藝用在成品鋼絲上,采用感應(yīng)加熱或燃?xì)?、燃油加熱爐,將鋼絲加熱至奧氏體化溫度保溫一段時(shí)間,淬火后再進(jìn)行一次中溫回火。雖然名義上叫油淬火,基本上都采用水淬火或加高分子材料的水淬火 。
碳素彈簧鋼絲成分為:65#,70#、65Mn、82B、72A、72B鋼絲。碳素彈簧鋼絲多采用材質(zhì)為:65#,70#、65Mn、82B、72A、72B鋼絲,特點(diǎn)是可塑性低,彈性強(qiáng),抗應(yīng)力能力強(qiáng)。多用于席...
這是鋼絲廠生產(chǎn)工藝決定的。如果有拉絲機(jī)可以稍微改拉一道,強(qiáng)度會(huì)上升,但韌性會(huì)降低。彈簧的熱處理是控制彈簧軟硬的關(guān)鍵,溫度越高材料就會(huì)越軟,這就是彈簧的回火,而不是淬火。
材料主要有:彈簧鋼絲(簡(jiǎn)稱床墊鋼絲)、做減震器的彈簧鋼絲、做懸掛簧的彈簧鋼絲、做發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的彈簧鋼絲及做相機(jī)快門的彈簧鋼絲等等,雖然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分類名稱,這些鋼絲的品質(zhì)要求是不同。彈簧鋼絲也可以按制...
彈簧鋼絲的強(qiáng)度按品種、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格的不同,抗拉強(qiáng)度等級(jí)可在1000-3000兆帕范圍。圓形彈簧鋼絲的直徑范圍在0.08-20毫米。彈簧鋼絲的截面形狀一般為圓形,也有長(zhǎng)方、方、卵形等形狀,成品鋼絲一般是一卷卷交付,也有按直條交付的情況。
應(yīng)用于不同環(huán)境的彈簧對(duì)鋼絲有著不同的特殊要求。例如:工作在腐蝕介質(zhì)中的彈簧要求有著良好的抗腐蝕性能;精密儀器中的彈簧要求具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和靈敏性;高溫環(huán)境中的彈簧要求有足夠的彈性極限和抗蠕變性能。
彈簧選材的原則是:首先滿足功能要求,其次是強(qiáng)度要求,最后才考慮經(jīng)濟(jì)性。
碳素彈簧鋼是彈簧鋼中用途廣泛,用量最大的鋼類。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。
我國(guó)合金彈簧鋼絲分三類,合金彈簧鋼絲,油淬火回火硅錳彈簧鋼絲,閥門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)狀來看,油淬火回火鋼絲所占比例越來越大,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25%,小規(guī)格鋼絲(Ф≤5.0)減面率不超過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)供貨最合適。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,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最重要因素,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》
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以下合金彈簧越來越多地使用這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
YB/T5104-93分3種類別供貨,A類適用于中等載荷的靜態(tài)彈簧,B類適用于中等載荷,中等疲勞壽命的動(dòng)態(tài)彈簧,C類適用于較高應(yīng)力狀態(tài)的動(dòng)態(tài)簧,如汽車懸掛彈簧。
(3)YB/T5105-93《閥門用油淬火-回火鉻硅合金彈簧鋼絲》。
YB/T5105-93適用于承受劇烈動(dòng)負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門彈簧。
碳素彈簧鋼絲現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)分兩種類型:
1、冷拉彈簧鋼絲
一類是冷變形強(qiáng)化鋼絲,又稱冷拉彈簧鋼絲。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,無氧化和脫碳缺陷,疲勞壽命比較穩(wěn)定,是使用最廣泛的彈簧鋼絲。
2、油淬火回火鋼絲
碳素彈簧鋼絲的另一類型是馬氏體強(qiáng)化鋼絲,又稱油淬火回火鋼絲。碳素鋼絲通過淬回火處理,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℃)。大規(guī)格油淬火、回火鋼絲大有取代冷拉鋼絲趨勢(shì)。
碳素彈簧鋼絲現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)分兩種類型:
1、冷拉彈簧鋼絲
一類是冷變形強(qiáng)化鋼絲,又稱冷拉彈簧鋼絲。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,無氧化和脫碳缺陷,疲勞壽命比較穩(wěn)定,是使用最廣泛的彈簧鋼絲。
2、油淬火回火鋼絲
碳素彈簧鋼絲的另一類型是馬氏體強(qiáng)化鋼絲,又稱油淬火回火鋼絲。碳素鋼絲通過淬回火處理,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℃)。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。
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。
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)鋼絲用盤條應(yīng)采用電爐或電爐 爐外精煉法冶煉,盤條中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,而控軋控冷盤條中一般均存有5%~1.5%的游離鐵素體,一般不宜采用盤條直接生產(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)。
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。鋼絲用盤條必須采用電爐 爐外精煉法冶煉,對(duì)盤條的化學(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)下工作的閥門彈簧,對(duì)疲勞壽命要求極高,所以選用韌性更好的65Mn盤條,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,由熱軋盤條帶來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。
(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,打開盤卷后鋼絲彈直,幾乎無彎曲,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。
我國(guó)合金彈簧鋼絲分三類,合金彈簧鋼絲,油淬火回火硅錳彈簧鋼絲,閥門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)狀來看,油淬火回火鋼絲所占比例越來越大,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25%,小規(guī)格鋼絲(Ф≤5.0)減面率不超過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)供貨最合適。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,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最重要因素,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》
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以下合金彈簧越來越多地使用這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
YB/T5104-93分3種類別供貨,A類適用于中等載荷的靜態(tài)彈簧,B類適用于中等載荷,中等疲勞壽命的動(dòng)態(tài)彈簧,C類適用于較高應(yīng)力狀態(tài)的動(dòng)態(tài)簧,如汽車懸掛彈簧。
(3)YB/T5105-93《閥門用油淬火-回火鉻硅合金彈簧鋼絲》。
YB/T5105-93適用于承受劇烈動(dòng)負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門彈簧。 解讀詞條背后的知識(shí) 戰(zhàn)無不勝的祖宗 工程師
彈簧鋼絲毛刷纏繞修剪一體機(jī)
彈簧鋼絲毛刷纏繞修剪一體機(jī)彈簧鋼絲毛刷纏繞修剪一體機(jī)是我在2008年左右設(shè)計(jì),離今已十二年。這款機(jī)器主要由機(jī)頭、尾座、上條刷裝置、修剪機(jī)和儀器組成。能把鋼絲條刷纏繞成彈簧毛刷,同時(shí)修剪齊整。上條刷裝置可以調(diào)節(jié),適應(yīng)各種不同的條刷,修剪機(jī)也能調(diào)節(jié),適應(yīng)各種不同的彈簧刷。視頻、...
2020-05-100閱讀19下面按標(biāo)準(zhǔn)介紹各類碳素彈簧鋼絲的應(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,詳見表3。 表3 YB/T5220-93 非機(jī)械彈簧用碳素彈簧鋼絲
說明:
①Φ≤4.0mm鋼絲在2d芯棒上纏繞兩圈無裂紋或折斷。
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,常見規(guī)格的力學(xué)性能如表4。 表4 GB/T4357-89 碳素彈簧鋼絲
說明:
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)鋼絲用盤條應(yīng)采用電爐或電爐+爐外精煉法冶煉,盤條中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,而控軋控冷盤條中一般均存有5%~1.5%的游離鐵素體,一般不宜采用盤條直接生產(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。鋼絲用盤條必須采用電爐+爐外精煉法冶煉,對(duì)盤條的化學(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)下工作的閥門彈簧,對(duì)疲勞壽命要求極高,所以選用韌性更好的65Mn盤條,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,由熱軋盤條帶來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
說明:
①每盤鋼絲兩端抗拉強(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)以內(nèi)不得有肉眼可見的裂紋和分層。
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,打開盤卷后鋼絲彈直,幾乎無彎曲,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)格更小(直徑≤6.0mm)。
閥門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。
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彈簧 彈簧廠 大線徑彈簧 機(jī)械彈簧 汽車彈簧 不銹鋼彈簧 定制彈簧 洗脫機(jī)彈簧 http://www.tztcth.com http://www.dajiangjt.com 選擇彈簧鋼絲 1)明確是采用生拉鋼絲還是鉛淬火鋼絲; 2)提出鋼絲直徑、強(qiáng)度級(jí)別(組別)及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)要求; 3)如有特殊的強(qiáng)度、直徑允許誤差等要求應(yīng)提出; 4)特殊包裝及標(biāo)志要求; 5)碳鋼彈簧適合在最高長(zhǎng)期溫度 121℃條件下工作,更工作溫度應(yīng)選用合金彈簧鋼。 3特殊需求 異形截面:方形、矩形、六角形等。 退火處理:適合再進(jìn)行大變形塑性加工,如壓扁、軋成三角形等。 穩(wěn)定化處理:鋼絲放出后會(huì)彈直,殘余應(yīng)力消除較好。 表面狀態(tài):標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為磷化后冷拉狀態(tài),其它特殊狀態(tài)有鍍鋅、鍍鎳及無磷化等。 琴鋼線:按 ISO標(biāo)準(zhǔn)的 DM、DH級(jí)別,或按 JISG3522 標(biāo)準(zhǔn)交付。 合金彈簧鋼絲:本資料僅包括碳鋼,合金鋼絲可按退火及冷拉狀態(tài)
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評(píng)分: 4.6
【82B】屬于高碳鋼, 82 代表的是它的含碳量為 % ,B代表等級(jí)。一般制作,又稱為琴鋼絲。 硬度范圍是 41-60B 之間。 82B 鋼絲是經(jīng)鉛浴淬火后冷拉而成,具有非常高的和,是廣泛應(yīng)用 的小彈簧材料。鋼絲的質(zhì)量、性能要求嚴(yán)格,除外,還需作扭轉(zhuǎn)、腐蝕、銳碳等試驗(yàn)。按用途 可 分 為 制 造 各 種 重 要 彈 簧 、 各 種 高 應(yīng) 力 機(jī) 械 彈 簧 及 所 用 的 琴 鋼 絲 。 82 B 鋼的 各組分 的含量 如下: C:; Si :; Mn:; P:以 下; S:以 下; Cu:以下 。 SWRH82B線材材質(zhì)的特點(diǎn) SWRH82B線材經(jīng)拉拔、絞線制作,廣泛用于高層建筑、大跨度橋梁、水利設(shè)施等重點(diǎn)工程。為 此,要求所用的原料——高碳鋼線材應(yīng)具有穩(wěn)定的化學(xué)成分、純凈的鋼質(zhì)、優(yōu)良的力學(xué)性能。 由于對(duì)其質(zhì)量要求職高,而其生產(chǎn)工藝難度大。在國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾個(gè)鋼廠(寶鋼、、等)生產(chǎn) (面
2017年7月12日,《淬火-回火彈簧鋼絲》發(fā)布。
2018年4月1日,《淬火-回火彈簧鋼絲》實(shí)施。
基本信息
標(biāo)準(zhǔn)號(hào) StandardNo: GB/T 24588-2009
中文標(biāo)準(zhǔn)名稱 StandardTitle in Chinese: 不銹彈簧鋼絲
英文標(biāo)準(zhǔn)名稱: Stainless steel wires for spring
發(fā)布日期 IssuanceDate: 2009-10-30
實(shí)施日期 ExecuteDate: 2010-5-1
首次發(fā)布日期 FirstIssuance Date: 2009-10-30
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) StandardState: 現(xiàn)行
復(fù)審確認(rèn)日期 ReviewAffirmance Date:
計(jì)劃編號(hào) Plan No: 20077218-T-605
代替國(guó)標(biāo)號(hào) ReplacedStandard:
被代替國(guó)標(biāo)號(hào) ReplacedStandard:
廢止時(shí)間 RevocatoryDate:
采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)號(hào) AdoptedInternational Standard No: JIS G 4314:1994
采標(biāo)名稱 AdoptedInternational Standard Name: 彈簧用不銹鋼絲
采用程度 ApplicationDegree: MOD
采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) AdoptedInternational Standard: 國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分類號(hào)(ICS): 77.140.65
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)分類號(hào)(CCS): H49
標(biāo)準(zhǔn)類別 StandardSort: 產(chǎn)品
標(biāo)準(zhǔn)頁(yè)碼 Number ofPages:
標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格(元) Price(¥):
主管部門 Governor: 中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)
歸口單位 TechnicalCommittees: 全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)
起草單位 DraftingCommittee: 東北特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司、江陰康瑞不銹鋼制品有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、法爾勝集團(tuán)公司
2100433B
碳素彈簧鋼絲現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)分兩種類型:
1、冷拉彈簧鋼絲
一類是冷變形強(qiáng)化鋼絲,又稱冷拉彈簧鋼絲。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,無氧化和脫碳缺陷,疲勞壽命比較穩(wěn)定,是使用最廣泛的彈簧鋼絲。
2、油淬火回火鋼絲
碳素彈簧鋼絲的另一類型是馬氏體強(qiáng)化鋼絲,又稱油淬火回火鋼絲。碳素鋼絲通過淬回火處理,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℃)。大規(guī)格油淬火、回火鋼絲大有取代冷拉鋼絲趨勢(shì)。
碳素鋼絲
下面按標(biāo)準(zhǔn)介紹各類碳素彈簧鋼絲的應(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。
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。
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)鋼絲用盤條應(yīng)采用電爐或電爐+爐外精煉法冶煉,盤條中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,而控軋控冷盤條中一般均存有5%~1.5%的游離鐵素體,一般不宜采用盤條直接生產(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)。
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。鋼絲用盤條必須采用電爐+爐外精煉法冶煉,對(duì)盤條的化學(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)下工作的閥門彈簧,對(duì)疲勞壽命要求極高,所以選用韌性更好的65Mn盤條,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,由熱軋盤條帶來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。
(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,打開盤卷后鋼絲彈直,幾乎無彎曲,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。
合金鋼絲
我國(guó)合金彈簧鋼絲分三類,合金彈簧鋼絲,油淬火回火硅錳彈簧鋼絲,閥門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)狀來看,油淬火回火鋼絲所占比例越來越大,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。[3]
(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25%,小規(guī)格鋼絲(Ф≤5.0)減面率不超過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)供貨最合適。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,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最重要因素,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》
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以下合金彈簧越來越多地使用這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
YB/T5104-93分3種類別供貨,A類適用于中等載荷的靜態(tài)彈簧,B類適用于中等載荷,中等疲勞壽命的動(dòng)態(tài)彈簧,C類適用于較高應(yīng)力狀態(tài)的動(dòng)態(tài)簧,如汽車懸掛彈簧。
(3)YB/T5105-93《閥門用油淬火-回火鉻硅合金彈簧鋼絲》。
YB/T5105-93適用于承受劇烈動(dòng)負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門彈簧。