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合金工具鋼
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65Si2MnWA(65Si2MnWA)【至聯熱銷】
發布時間:2016年03月17日 | 類別:合金工具鋼 | 點擊次數:1442 次

彈簧鋼應具有優良的綜合性能,彈簧鋼具有優良的冶金質量(高的純潔度和均勻性)、良好的表面質量(嚴格控制表面缺陷和脫碳)、精確的外形和尺寸。

基本信息

  • 中文名稱

    彈簧鋼

  • 拼音

    tan huang gang

 
  • 類型

    鋼材

  • 優點

    有較好的彈性

折疊編輯本段簡要介紹

彈簧鋼是指由于在淬火和回火狀態下的彈性,而專門用于制造彈簧和彈性元件的鋼。鋼的彈性取決于其彈性變形的能力,即在規定的范圍之內,彈性變形的能力使其承受一定的載荷,在載荷去除之后不出現永久變形。

彈簧鋼應具有優良的綜合性能,如力學性能(特別是彈性極限、強度極限、屈強比)、抗彈減性能(即抗彈性減退性能,又稱抗松弛性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學性能(耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等)。為了滿足上述性能要求,彈簧鋼具有優良的冶金質量(高的純潔度和均勻性)、良好的表面質量(嚴格控制表面缺陷和脫碳)、精確的外形和尺寸。

根據GB/T 13304《鋼分類》標準,按照基本性能及使用特性一,彈簧鋼屬于機械結構用鋼;按照質量等級,屬于特殊質量鋼,即在生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能的鋼。按照中國習慣,彈簧鋼屬于特殊鋼 ,制作彈簧鋼的時候技術要求比較高,技術的過硬直接決定品質的高低。

折疊產品分類

按照化學成分分類

根據GB/T 13304 標準,彈簧鋼按照其化學成分分為非合金彈簧鋼(碳素彈簧鋼)和合金彈簧鋼。

折疊碳素彈簧鋼

碳素彈簧鋼的碳含量(質量分數)一般在0.62%~0.90%。按照其錳含量又分為一般錳含量(質量分數) (0.50%~0.80%)如65、70、85和較高錳含量(質量分數) (0.90~1.20%),如65Mn兩類。

折疊合金彈簧鋼

合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎上,通過適當加入一種或幾種合金元素來提高鋼的力學性能、淬透性和其他性能,以滿足制造各種彈簧所需性能的鋼。

合金彈簧鋼的基本組成系列有,硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、鉻錳彈簧鋼、鉻釩彈簧鋼、鎢鉻釩彈簧鋼等。在這些系列的基礎上,有一些牌號為了提高其某些方面的性能而加入了鉬、釩或硼等合金元素。

此外,還從其他鋼類,如優質碳素結構鋼、碳素工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼,選擇一些牌號作為彈簧用鋼。

按照生產加工方法分類

⒈ 熱軋 (鍛) 鋼材 包括熱軋軋圓鋼、方鋼、扁鋼、鋼板,鍛制圓鋼、方鋼。

⒉ 冷拉 (軋) 鋼材 包括鋼絲、鋼帶、冷拉材 (冷拉圓鋼)。

按照鋼材交貨狀態分類

⒈ 熱軋 (鍛) 鋼材

A.以熱軋 (鍛) 狀態交貨 鋼材經熱成形制成彈簧,然后進行淬火和回火處理。

B.以退火狀態交貨 鋼材經冷成形制成彈簧,然后進行淬火和回火處理。

以上均應符合相應的交貨狀態硬度的規定。

⒉ 冷拉 (軋) 鋼材

A.鋼絲

① 鉛浴等溫淬火冷拉鋼絲(又稱派登脫處理冷拉鋼絲) 鋼絲制成彈簧后只需進行低溫回火,以消除應力。

② 油淬火和回火鋼絲 冷拉成所需尺寸后,進行連續加熱、連續油淬火和鉛回火。鋼絲制成彈簧后只需進行底溫火,以消除應力。

③ 冷拉鋼絲 (即不經淬火和回火處理的鋼絲)

a. 以冷拉狀態交貨。

b. 以退火、正火或回火處理狀態交貨。

以上兩種狀態交貨的鋼絲制成彈簧后均需進行淬火和回火處理。

B.鋼帶

① 冷軋狀態交貨 制成彈簧后需進行低溫回火,以消除應力。

② 淬火和回火狀態交貨 制成彈簧后需進行低溫回火,以削除應力。

③ 退火火狀態交貨 制成彈簧后需進行淬火和回火處理

C.冷拉鋼材

以退火狀態交貨 鋼材經冷成形制成彈簧,然后進行淬火和回火處理。

其他分類方法

除以上所述外,還有一些其他分類方法,例如:

按交貨條件要求不同可分為按化學成分(力學性能)交貨和按淬透性交貨。

按彈簧工作條件可分為承受靜載荷彈簧鋼、承受沖擊載荷彈簧鋼、耐高(低)溫彈簧和耐腐蝕彈簧鋼等。

折疊編輯本段彈簧鋼材

彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等 碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內的優質碳素結構鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加硅含量Wsi提高性能;另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來,結合中國資源,并根據汽車、拖拉機設計新技術的要求,研制出在硅錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質量。

折疊性能要求

彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等 碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內的優質碳素結構鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加硅含量Wsi提高性能;另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來,結合中國資源,并根據汽車、拖拉機設計新技術的要求,研制出在硅錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質量。

折疊生產工藝

一般彈簧鋼可用電爐、平爐或氧氣轉爐生產;質量較好或具有特殊性能的優質彈簧鋼,用電渣爐或真空爐煉制。彈簧鋼中碳、錳、硅等主要元素的規定含量范圍較窄,冶煉時必須嚴格控制化學成分。硅含量較高時容易形成氣泡等缺陷,鋼錠鍛軋后冷卻不當時易產生白點。因此,冶煉用的原材料必須干燥,盡量除去氣體及夾雜物,而且要避免鋼水過熱。

彈簧鋼在軋制加工中須特別注意脫碳和表面質量。鋼材表面嚴重脫碳時,會顯著降低鋼的疲勞極限。對于高硅彈簧鋼如70Si3MnA,應注意避免石墨化。因此,在熱加工時停軋溫度不應過低(≥850℃),避免在石墨化較易形成的溫度范圍(650~800℃)內停留時間過長。

彈簧制成后經噴丸處理能使彈簧表層產生殘余壓應力,以抵銷表層上的部分工作應力,抑制表層裂縫的形成,這可顯著提高彈簧的疲勞極限。

折疊處理規范

鋼號 淬火溫度 淬火介質 硬度要求 回火溫度 冷卻介質 硬度要求 應用范圍

65780-830 水或油 400-600 線徑小于12-15mm的螺旋彈簧、彈簧墊圈

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 截面較大和較重要的板簧片及螺旋彈簧

50CrV850-870 油 >58 370-420 45-52 300C以下工作的高溫彈簧

60Si2MnA860-880 油 >60 500-520 水 HB363-444 厚度8-12mm的板簧片

折疊編輯本段特性應用

1.65 、70 、85: 可得到很高強度、硬度、屈強比,但淬透性小,耐熱性不好,承受動載和疲勞載荷的能力低 應用非常廣泛,但多用于工作溫度不高的小型彈簧或不太重要的較大彈簧。如汽車、拖拉機、鐵道車輛及一般機械用的彈簧。

65Mn 成分簡單,淬透性和綜合力學性能、脫碳等工藝性能均比碳鋼好,但對過熱比較敏感,有回火脆性,淬火易出裂紋 價格較低,用量很大。制造各種小截面扁簧、圓簧、發條等,亦可制氣門彈簧、彈簧環,減振器和離合器簧片、剎車簧等。

2.55Si2Mn 、60Si2Mn 、60Si2MnA 硅含量(Wsi)高(上限達2.00%),

強度高,彈性好???A style="COLOR: rgb(19,110,194); TEXT-DECORATION: none" target=_blank>回火穩定性好。易脫碳和石墨化。淬透性不高。

主要的彈簧鋼類,用途很廣。制造各種彈簧,如汽車、機車、拖拉機的板簧、螺旋彈簧,汽缸安全閥簧及一些在高應力下工作的重要彈簧,磨損嚴重的彈簧。

55Si2MnB 因含硼,其淬透性明顯改善 輕型、中型汽車的前后懸掛彈簧、副簧。

55Si2MnB 中國自行研制的鋼號,淬透性、綜合力學性能、疲勞性能均較60Si2Mn鋼好 主要制造中、小型汽車的板簧,使用效果好,亦可制其他中等截面尺寸的板簧、螺旋彈簧。

3.60Si2CrA 60Si2CrVA

高強度彈簧鋼。淬透性高,熱處理工藝性能好。因強度高,卷制彈簧后應及時處理消除內應力 制造載荷大的重要大型彈簧。60Si2CrA可制汽輪機汽封彈簧、調節彈簧、冷凝器支承彈簧、高壓水泵碟形彈簧等。60Si2CrVA鋼還制作極重要的彈簧,如常規武器取彈鉤彈簧、破碎機彈簧。

4.55CrMnA

60CrMnA 突出優點是淬透性好,另外熱加工性能、綜合力學性能、抗脫碳性能亦好 大截面的各種重要彈簧,如汽車、機車的大型板簧、螺旋彈簧等。

5.60CrMnMoA

在現有各種彈簧鋼中淬透性最高。力學性能、抗回火穩定性等亦好 大型土木建筑、重型車輛、機械等使用的超大型彈簧。鋼板厚度可達35mm以上,圓鋼直徑可超過60mm。

6.50CrVA

少量釩提高彈性、強度、屈強比和彈減抗力,細化晶粒,減小脫碳傾向。碳含量較小,塑性、韌性較其他彈簧鋼好。淬透性高,疲勞性能也好 各種重要的螺旋彈簧,特別適宜作工作應力振幅高、疲勞性能要求嚴格的彈簧,如閥門彈簧、噴油嘴彈簧、氣缸脹圈、安全閥簧等。

7. 60CrMnBA

淬透性比60CrMnA高,其他各種性能相似 尺寸更大的板簧、螺旋彈簧、扭轉彈簧等。

8. 30W4Cr2VA

高強度耐熱彈簧鋼。淬透性很好。高溫抗松弛和熱加工性能也很好 工作溫度500~C以下的耐熱彈簧,如汽輪機主蒸汽閥彈簧、汽封彈簧片、鍋爐安全閥彈簧、400t鍋爐碟形閥彈簧等。

折疊研究進展

傳統彈簧鋼的強度水平難以滿足現代工業發展的要求,眾所周知,彈簧鋼力學性能在材料質量保證的前提下取決于熱處理工藝,而熱處理工藝也應根據所用材料來決定,彈簧鋼高強度化的一個重要途徑是充分發揮合金元素的作用,達到最佳合金化效果。

折疊熱度處理

彈簧鋼要求較高的強度和疲勞極限,一般在淬火+中溫回火的狀態下使用,以獲得較高的彈性極限。熱處理工藝技術對彈簧內在質量有著至關重要的影響。因此,如何進一步提高彈簧疲勞壽命,需進一步研究,尤其是化學表面改性熱處理、噴丸強化等都對彈簧疲勞壽命產生重要影響。為進一步強化氣門彈簧的表面強度、增加壓應力、提高疲勞壽命,氣門彈簧成形后,要進一步經過滲氮、低溫液體碳氮共滲或硫氮共滲處理,然后經噴丸強化。例如,日本將f4mm的si-cr油淬鋼絲經450℃×4.5h低溫體碳氮共滲與經400℃×15min中溫回火進行對比,其疲勞極限可提高240mpa。氮的滲入,不僅消除了脫碳的不良影響,而且還提高了殘余壓應力,同時經滲氮和低溫液體碳氮共滲的氣門彈簧高溫強度提高,150℃時的變形量為0.2%(規定值為0.5%),250℃的變形量為0.56%,提高了氣門彈簧的熱穩定性和抗松弛穩定性,但滲氮和液體碳氮共滲時間應嚴格控制,否則會形成網狀硫化物和網狀氮化物,反而會降低其疲勞強度。

氣門彈簧提高強度的方法還可以選擇噴丸,經生產實踐表面氣門彈簧噴丸可用兩種丸粒,一種直徑為0.8mm,其顯微硬度為720hv0.2,另一種直徑0.25mm,其顯微硬度為800hv0.2,三次噴丸可達到較好的強化效果,又可使表面質量得到改善。


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