弹簧钢丝是用于做弹簧(spring) 82b弹簧钢丝 进口82b钢丝 或钢丝型件(wire form)的一种钢丝。按照弹簧用途的不同,做弹簧所需的弹簧钢丝都多种类型,如要求较低的做床垫弹簧的弹簧钢丝(简称床垫钢丝)、做减震器的弹簧钢丝、做悬挂簧的弹簧钢丝、做发动机气门的弹簧钢丝及做相机快门的弹簧钢丝等等,虽然没有统一的标准分类名称,这些钢丝的品质要求是不同。弹簧钢丝也可以按制造工艺分类,如生拉弹簧钢丝(拉拔前不经过铅浴淬火处理)、铅淬火弹簧钢丝、镀锌弹簧钢丝、油淬火弹簧钢丝等。82b弹簧钢丝 进口82b钢丝
碳素弹簧钢丝现行国家和行业推荐标准分两种类型:
1、冷拉弹簧钢丝 82b弹簧钢丝 进口82b钢丝
一类是冷变形强化钢丝,又称冷拉弹簧钢丝。冷拉碳素弹簧钢丝首先经铅淬火处理获得索氏体结构,然后表面磷化,以很大减面率拉拔到成品尺寸,钢丝结构呈纤维状,有很高的抗拉强度和弹性极限,良好的弯曲和扭转性能。冷拉弹簧钢丝尺寸精度高,表面光洁,无氧化和脱碳缺陷,疲劳寿命比较稳定,是使用.广泛的弹簧钢丝。
2、油淬火回火钢丝 82b弹簧钢丝 进口82b钢丝
碳素弹簧钢丝的另一类型是马氏体强化钢丝,又称油淬火回火钢丝。碳素钢丝通过淬回火处理,可获得良好的综合力学性能,当钢丝规格较小时(φ≤2.0mm),油淬火回火钢丝的各项强度指标比索氏体化处理后冷拉钢丝要低。当钢丝规格较大时(φ≥6.0mm)索氏体化的钢丝不可能采用很大减面率来获得所要求的强度指标,而油淬火回火钢丝只要完全淬透就可以获得比冷拉钢丝更高的性能。在抗拉强度相同条件下,马氏体强化钢丝比冷变形强化钢丝具有更高的弹性极限。冷拉钢丝金相结构呈纤维状,各向异性明显,油淬火回火钢丝金相结构为均匀的回火马氏体,几乎是各向同性的。同时油淬火回火钢丝的抗松弛性能优于冷拉钢丝,使用温度(150~190℃)也高于冷拉钢丝(≤120℃)。大规格油淬火、回火钢丝大有取代冷拉钢丝趋势。
碳素钢丝
下面按标准介绍各类碳素弹簧钢丝的应用范围及工艺特点。
(1)yb/t5220-93 《非机械弹簧用碳素弹簧钢丝》
该标准适用于沙发垫簧,座垫,靠背拉簧,卡簧,夹簧等非机械弹簧用碳素弹簧钢丝。标准按抗拉强度要求不同将钢丝分成a1,a2,a3…a9九个组别,每个组别钢丝不分规格大小按一个强度范围供货,抗拉强度偏差≤200mpa。a1,a2和a3组用于制造较低应力弹簧。a3,a4和a5用于制造一般应力弹簧。a7,a8和a9用于制造较高应力弹簧。床垫簧一般选用a3和a4组别。
a1-a3组钢丝一般选用45~70钢,a3~a6组选用65mn或70钢,a7~a9组钢丝选用70或t8mna(82b)生产。由于按该标准供货的钢丝基本用于制作静态弹簧,对疲劳寿命的要求相对宽松,钢丝可以采用控轧控冷盘条直接拉拔成品。钢丝成前热处理也可以用正火代替铅浴处理。同时允许选用转炉镇静钢作为原料。
(2)gb/t4357-89 《碳素弹簧钢丝》
该标准是冷拉碳素弹簧钢丝的通用标准,主要用于制作在各种应力状态下工作的静态弹簧。根据弹簧工作应力状态钢丝可分三个级别供货:b级用于低应力弹簧,c级用于中等应力弹簧,d级用于高应力弹簧。成品钢丝考核抗拉强度、扭转、缠绕和弯曲四项性能。
本标准钢丝主要用于制作静态机械弹簧,其服役期振动频次要高于非机械弹簧,对疲劳寿命有一定的要求,成品也增加扭转性能的考核。因此对钢丝用盘条应采用电炉或电炉+炉外精炼法冶炼,盘条中p≤0.030%、s≤0.020%等。成品钢丝显微结构中如含有游离铁素体,会降低弹簧疲劳寿命,而控轧控冷盘条中一般均存有5%~1.5%的游离铁素体,一般不宜采用盘条直接生产成品钢丝。按此标准供应的钢丝原则上成前应经铅浴处理,消除游离铁素体结构,成品钢丝显微结构应为纤维化索氏体结构。
(3)gb/t4358-1995《重要用途碳素弹簧钢丝》
按该标准供货的钢丝,主要用于制作在各种应力状态下工作的动态弹簧。根据弹簧工作应力状态,钢丝分3个组别供货:e组适用于中等应力动态弹簧,f组适用于高应力动态弹簧,g组适用于高疲劳寿命的动态弹簧。成品钢丝考核抗拉强度,扭转,缠绕,弯曲和脱碳五项性能指标。
由于按该标准供货的钢丝用于制作中、高应力状态下工作的动态弹簧,成品钢丝除保持高的弹性极限和良好的韧性指标外,还必须考虑到疲劳极限和弹簧的疲劳寿命。为此,对钢的纯净度,非金属夹杂含量和气体含量,铁素体含量及表面脱碳程度有更高的要求。钢丝用盘条必须采用电炉+炉外精炼法冶炼,对盘条的化学成分有更高的要求:p≤0.025%、s≤0.020%,cr ≤0.10%、ni≤0.15%(0.12%)、cu≤0.20%。实际生产中为提高疲劳寿命往往将mn控制在高限,e组选用70或70mn(72b),f组选用t8mna或t9rta,g组选用65mn(mn可调整到0.9-1.2%)或67b。降低钢中p、s含量,提高mn含量和采用炉外精炼的目的是:消减钢中非金属夹杂含量,改善夹杂物形态和降低气体含量,提高疲劳极限和疲劳寿命。如果钢丝显微结构中含有游离铁素体,会较大幅度地降低疲劳寿命,按该标准供货的钢丝,成前必须进行铅淬火处理。
g组钢丝用于制作在剧烈振动状态下工作的阀门弹簧,对疲劳寿命要求极高,所以选用韧性更好的65mn盘条,抗拉强度虽有所下降,但疲劳寿命更有保证。钢丝表面脱碳,形成铁素体结构严重影响疲劳性能,标准对g组钢丝增加脱碳层检验,规定总脱碳层深度不得大于1.0%d,但对较大规格钢丝(φ>4.0mm)受减面率限制,由热轧盘条带来的脱碳层很难彻底消除,标准补充规定:征得需方同意,可供应脱碳层不超直径1.5%d的钢丝。
(4)gjb1497-92 《特殊用途碳素弹簧钢丝规范》
在某些特定场合,需要弹簧具有超出常规要求的弹力,如..弹簧,为便于携带和使用,弹簧所占的空间很小,弹力要足够大,必须选用抗拉强度特高,韧性较好的钢丝来制作弹簧,《特殊用途碳素弹簧钢丝》就适应这种需要的标准。
该标准规定钢丝分甲、乙、丙3组供货。丙组适应于较高应力弹簧,乙组适应于高应力弹簧,甲组适用于超高应力弹簧。标准推荐钢丝采用t9a,t10a和t8mna制造。实际上钢丝抗拉强度随碳含量增高而上升,扭转性能(韧性指标)随碳含量上升而下降,综合考虑,辽宁特殊钢集团大连三大钢丝公司选用加稀土的t9a钢丝生产甲、乙、丙组钢丝。成品钢丝考核抗拉强度、扭转、扭转断口、缠绕、抗拉强度均匀性和尺寸均匀性六项性能指标,常见规格的力学性能如表6。
应该指出钢丝的超高抗拉强度是以牺牲部分塑性和疲劳寿命换来的,只适用于制作形状简单,对疲劳寿命要求不很高的弹簧,该标准不宜推广使用。
(5)yb/t5103-93 油淬火-回火碳素弹簧钢丝
油淬火、回火钢丝先将钢丝生产到成品尺寸,然后再进行油淬火回火处理,以回火马氏体结构交货。结构均匀性是决定油淬火回火钢丝性能的重要指标,因碳素弹簧钢丝淬透性有限,规格太大的钢丝油淬火回火后芯部不能完全转变为马氏体,所以标准规定油淬火回火碳素弹簧钢丝供货直径小于12.0mm。
与冷拉碳素弹簧钢丝相比,直径≤2.0mm的油淬火回火钢丝抗拉强度和弹性极限低于冷拉钢丝。但大规格钢丝(φ≥6.0mm)索氏体处理后,不可能采用大减面率拉拔获得高的抗拉强度,而油淬火回火钢丝只要完全淬透,就可以获得比冷拉钢丝更高的抗拉强度。即使在抗拉强度相同条件下,油淬火回火钢丝的弹性极限也高与冷拉钢丝。
冷拉弹簧钢丝的各向异性明显,而油淬火回火钢丝几乎各相同性。油淬火回火钢丝的疲劳寿及抗应力松弛性能比冷拉钢丝好得多,工作温度更高(150~170℃),抗蠕变性能更好。另外油淬火回火钢丝直条度好,打开盘卷后钢丝弹直,几乎无弯曲,缠绕弹簧时成形性能更好。因此工业发达国家大规格油淬火回火碳素弹簧钢丝几乎取代了冷拉碳素弹簧钢丝。
本文相关词条解释
钢丝
[中文]: 钢丝[英文]: steel wire[说明]: 钢丝是钢材的板、管、型、丝四大品种之一,是用热轧盘条经冷拉制成的再加工产品。按断面形状分类,主要有圆、方、矩、三角、椭圆、扁、梯形、z字形等;按尺寸分类,有特细<0.1毫米、较细0.1~0.5毫米、细0.5~1.5毫米、中等1.5~3.0毫米、粗3.0~6.0毫米、较粗6.0~8.0毫米,特粗>8.0毫米;按强度分类,有低强度<390兆帕、较低强度390~785兆帕、普通强度785~1225兆帕、较高强度1225~1960兆帕、高强度1960~3135兆帕、特高强度>3135兆帕;按用途分类有:普通质量钢丝包括焊条、制钉、制网、包装和印刷业用钢丝,冷顶锻用钢丝供冷镦铆钉、螺钉等,电工用钢包括生产架空通讯线、钢芯铝绞线等用专用钢丝,纺织工业用钢丝包括粗梳子、综013、针布和针用钢丝,制绳钢丝专供生产钢丝绳和辐条,弹簧钢丝包括弹簧和弹簧垫圈用、琴用及轮胎、帘布和运输胶带用钢丝,结构钢丝指钟表工业、滚珠、自动机易切削用钢丝,不锈钢丝包括上述各用途的不锈钢丝及外科植入物钢丝,电阻合金丝供加热器元件、电阻元件用,工具钢丝包括钢筋钢丝和制鞋钢丝。
弹簧钢
弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性,而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力,即在规定的范围之内,弹性变形的能力使其承受一定的载荷,在载荷去除之后不出现永久变形。弹簧钢应具有优良的综合性能,如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能,又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。为了满足上述性能要求,弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。根据gb/t13304《钢分类》标准,按照基本性能及使用特性一,弹簧钢属于机械结构用钢;按照质量等级,属于特殊质量钢,即在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的钢。按照中国习惯,弹簧钢属于特殊钢,制作弹簧钢的时候技术要求比较高,过硬的技术直接决定品质的高低。
弹簧
像大多数其他的基本机制,金属弹簧存在已久的青铜时代。即使是金属,木材被用作一个灵活的弓箭和军事弹射器的结构构件。在文艺复兴时期的,精确的钟表,使得精密弹簧第一次成为必然。十四世纪看到了发展的革命性天文导航的精确的时钟。世界的探索和征服欧洲殖民大国继续提供动力的钟表匠“科学与艺术。火器的另一个领域,推动弹簧开发。十八世纪的工业革命来临之际,提出了要大,准确,廉价的弹簧。鉴于钟表匠'弹簧往往手工制造,弹簧大规模生产材质为琴钢线或者类似的材料。先进的制造方法,使今天的弹簧是无处不在的。计算机控制线和板料折弯机允许自定义弹簧的加工,显然这是一种专用机械。弹簧只是个蓄能器,它有储存能量的功能,但不能慢慢地把能量释放出来,要实现慢慢释放这一功能应该靠“弹簧+大传动比机构”实现,常见于机械表。弹簧很早很早之前就有应用了,古代的弓和弩就是两种广义上的弹簧。弹簧的发明家严格意义上应该是英国科学家虎克(roberthooke),虽然那时螺旋压缩弹簧已经出现并广泛使用,但虎克提出了“胡克定律”——弹簧的伸长量与所受的力的大小成正比,正是根据这一原理,1776年,使用螺旋压缩弹簧的弹簧秤问世。不久,根据这一原理制作的专供钟表使用的弹簧也被虎克本人发明出来。而符合“胡克定律”的弹簧才是真正意义上的弹簧。碟形弹簧是法国人贝勒维尔发明的,是用金属板料或锻压坯料而成的截锥形截面的垫圈式弹簧。在近代工业出现之后,除了碟形弹簧之外还出现了气弹簧、橡胶弹簧、涡卷弹簧、模具弹簧、不锈钢弹簧、空气弹簧、记忆合金弹簧等新型弹簧。
东莞市长安兴涛金属材料经营部
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