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彈簧材(cai)料的發(fā)展
2025-12-13 10:50:00
（1）彈簧鋼(gāng)生産工(gong)藝的發(fā)展 為了(le)提高彈(dàn)簧鋼的(de)質量，工(gong)業發達(da)已普通(tōng)采用爐(lú)外精煉(lian)技術、連(lian)鑄工藝(yì)、新⭐型軋(zha)制和在(zài)線自動(dòng)檢測🏒及(ji)控制設(she)備等。
為(wéi)了鋼的(de)化學成(cheng)分，降低(dī)氣體和(he)各種非(fei)金屬加(jiā)夾物的(de)含量，采(cai)用大容(róng)量電爐(lu)或轉爐(lu)熔煉，采(cǎi)用爐外(wài)鋼包精(jing)煉，使氧(yǎng)含量（質(zhì)量分數(shu)）降至（0.0021~0.0010）%，生(sheng)産出超(chāo)純淨鋼(gang)，從而提(tí)高了彈(dàn)簧的😄設(shè)計和工(gōng)作應力(lì)。
連鑄生(shēng)産工藝(yi)在彈簧(huang)鋼生産(chǎn)中已被(bèi)廣泛采(cǎi)用。連鑄(zhu)可通過(guo)電磁攪(jiao)拌、低溫(wēn)鑄造等(děng)技術減(jiǎn)小鋼的(de)偏析，減(jiǎn)小二次(ci)氧化，表(biao)面脫碳(tàn)，使組織(zhī)和性能(néng)穩定、均(jun)勻。
采用(yong)分列式(shi)全連續(xù)軋機，可(ke)提高尺(chǐ)寸精度(du)，表面質(zhi)量，同🏃🏻♂️時(shi)也可使(shǐ)鋼材沿(yan)長度顯(xiǎn)微組織(zhī)均勻。在(zai)軋制✌️過(guò)程中為(wei)了産品(pin)的表面(miàn)質量采(cai)用在線(xian)自動檢(jiǎn)測🈚和控(kòng)制。為了(le)适合變(biàn)截面彈(dàn)簧😘扁鋼(gāng)生産而(ér)了奧氏(shì)💚體軋制(zhi)成形新(xīn)工藝，即(ji)先将鋼(gāng)加熱到(dao)奧氏體(ti)區再✍️急(ji)冷至亞(yà)穩💘奧氏(shì)體區進(jin)行塑性(xing)加工🐅并(bìng)淬火處(chù)理🐉。這種(zhong)工藝可(kě)使鋼在(zài)不降低(di)塑性的(de)同時提(tí)。此外還(hái)有通過(guo)軋後在(zài)線熱處(chù)理和表(biǎo)面硬化(hua)處理來(lai)提高彈(dàn)簧鋼的(de)性能等(deng)。
（2）合金鋼(gang)的發展(zhǎn) 合金元(yuán)素的主(zhǔ)要作用(yòng)是提高(gāo)力學性(xing)能，工藝(yì)💘性能及(jí)賦予某(mǒu)種性能(neng)。氣門彈(dan)簧和懸(xuán)架彈簧(huang)已廣泛(fàn)應用SiCr鋼(gāng)。Si是抗👉應(ying)力松弛(chí)的合金(jin)元素，在(zài)SiCr鋼中添(tiān)👄加V、Mo形成(cheng)SiCrV和SiCrMo鋼，可(ke)以提高(gāo)疲勞壽(shòu)⭐命和抗(kang)松弛性(xìng)能。同時(shi)SiCr拉拔鋼(gāng)絲，其在(zài)高溫下(xià)工作時(shí)🏃♂️的抗松(song)弛性能(néng)，比琴鋼(gāng)絲和重(zhong)要用途(tú)碳素彈(dan)簧鋼絲(si)要好。随(sui)着發動(dòng)機高速(su)🤞小型化(huà)，抗顫振(zhèn)性能好(hǎo)、質量輕(qīng)、彈性模(mo)量小的(de)Ti合金了(le)較為廣(guang)🈚泛的應(yīng)用☔，其強(qiang)度可達(dá)2000 MPa。
（3）低碳奧(ào)氏體鋼(gang)的發展(zhan) 低碳奧(ào)氏體鋼(gāng)38SiMnB是我國(guo)自主的(de)一種♍新(xīn)型的彈(dàn)簧鋼，在(zài)此基礎(chu)上的38SiMnVBE具(jù)優越性(xing)，具有高(gāo)🙇🏻強韌性(xìng)、高淬透(tou)🌈性、高應(yīng)用性和(hé)比。在進(jìn)行 晶粒(lì)控制軋(zha)制後，其(qí)抗拉強(qiang)度 =（2030~2140）MPa，屈服(fú)強度 =（900~2010）MPa，伸(shēn)長率 =（12~15）%，面(miàn)縮率 =（48~55）%。為(wei)少片變(biàn)♻️截面闆(pan)彈🌏簧提(tí)供了的(de)材料。
（4）不(bú)鏽鋼的(de)發展 我(wǒ)國是生(sheng)産不鏽(xiù)鋼的大(dà)國，随着(zhe)不鏽💞鋼(gang)的生産(chǎn)發展，自(zi)然也了(le)不少品(pǐn)種，目前(qian)已達50多(duo)🈲種，，基本(běn)滿足了(le)國内生(shēng)産🈲發展(zhǎn)的需要(yao)，對當前(qián)的一些(xiē)新品種(zhong)作簡🏃要(yào)說明。
3） 鐵(tiě)素體不(bú)鏽鋼的(de)發展。 鐵(tiě)素體不(bu)鏽鋼具(jù)有良好(hao)的🐆腐蝕(shí)性能✉️和(he) 性能，其(qí)抗應力(lì)腐蝕性(xìng)能優于(yú)奧氏體(tǐ)不鏽鋼(gang)。價格比(bǐ)奧氏體(tǐ)不鏽鋼(gang)便宜。但(dàn)存在可(ke)焊性差(chà)、脆性🧑🏽🤝🧑🏻傾(qing)向比較(jiao)大的缺(quē)點，生産(chan)和使用(yòng)受到限(xian)制。通過(guò)降低鋼(gang)中的碳(tan)和氮的(de)含量，添(tiān)加Ti、Nb、Zr、Ta等穩(wen)定化元(yuan)素，添加(jia)Cu、AI、V等焊縫(feng)金屬韌(rèn)化元素(su)三種途(tu)徑，可以(yi)鐵素體(tǐ)鋼的可(ke)焊性和(he)脆性。
5）超馬(ma)氏體不(bú)鏽鋼的(de)發展。 傳(chuan)統的馬(ma)氏體不(bú)鏽鋼2Cr13、3Cr13、4Cr13和(he)1Cr17Ni2缺乏足(zú)夠的🏃延(yan)展性，在(zài)冷頂鍛(duàn)變形過(guò)程中對(dui)應力敏(mǐn)感，冷加(jiā)工成😄形(xíng)比較困(kùn)難。加之(zhi)鋼的可(ke)焊性比(bi)較差，使(shi)用範圍(wei)受到限(xiàn)制👨❤️👨。為克(ke)服馬氏(shì)體鋼的(de)上述不(bu)足，近來(lái)已找到(dào)一種途(tú)徑，就是(shì)🏃🏻通過降(jiàng)低鋼的(de)C、Ti含量，增(zēng)加Ni含量(liang)，一個新(xīn)系列合(hé)金鋼——超(chāo)馬氏體(ti)鋼。這類(lei)鋼抗拉(la)，延展性(xing)好㊙️，焊接(jiē)性能也(yě)，因此超(chao)馬氏體(ti)鋼又稱(cheng)為軟馬(mǎ)氏體鋼(gang)或📱可焊(han)接馬氏(shì)體鋼。
（5）彈(dan)簧鋼絲(si)的發展(zhan) 彈簧鋼(gāng)絲經過(guò)100的發展(zhǎn)，工藝技(jì)術經曆(li)💃了由鉛(qian)淬火到(dào)油淬火(huo)，現又發(fa)展到感(gǎn)應加熱(re)☎️淬火。再(zai)加🧑🏽🤝🧑🏻上工(gong)藝技👣術(shu)裝備和(hé)完善，品(pǐn)種質量(liàng)不斷新(xin)。近來的(de)閥門用(yong)彈簧💁鋼(gang)絲感應(yīng)加熱👌淬(cui)火和回(hui)火處理(li)工藝，試(shi)驗證明(míng)，由于感(gǎn)應加熱(rè)時間短(duǎn)，淬火組(zǔ)織細小(xiao)，鋼絲表(biao)面幾乎(hu)沒有脫(tuo)碳層，所(suǒ)以其塑(su)性、韌性(xing)、抗松弛(chi)性、斷🛀🏻裂(liè)韌性、延(yán)遲斷裂(lie)抗力、疲(pi)勞壽命(ming)等都比(bi)油淬火(huǒ)回火鋼(gang)絲有較(jiao)大提高(gāo)。
另一種(zhǒng)研究取(qu)得成效(xiao)的 晶粒(li)形變熱(re)處理鋼(gāng)絲已能(néng)實地應(yīng)用， 晶粒(li)形變熱(re)處理是(shì)組織 化(huà)與形變(biàn)熱處理(li)💜相結♉合(hé)的一種(zhong)複合強(qiang)韌化工(gong)藝。它既(ji)可提高(gao)鋼絲的(de)力學性(xìng)能，同時(shi)又能鋼(gāng)🔅絲的表(biao)面質量(liang)。材料表(biǎo)面質量(liàng)💰對疲勞(lao)性能影(ying)響很大(da)。為了表(biǎo)面質量(liang)，對有要(yao)求的材(cai)料采用(yòng)剝皮工(gong)藝，将表(biao)層去掉(diao)0.1mm。對0.5mm的缺(que)♊陷采用(yòng)渦流🤩探(tàn)傷。對拔(ba)絲過程(chéng)表面産(chan)生的凹(āo)凸不平(ping)，可用電(dian)解研磨(mó)，使表面(mian)粗糙度(du)降到 =（6.5~3.4） m。
的(de)鋼絲生(shēng)産工藝(yì)流程特(tè)點是盤(pán)條先剝(bāo)皮處理(lǐ)，去除熱(re)㊙️加工🌈在(zai)表面造(zao)成的缺(quē)陷，除次(cì)固溶處(chu)理後要(yao)進行🐅酸(suān)洗外，整(zheng)個冷加(jiā)工過程(chéng)均保持(chi)光亮表(biǎo)面。
随着(zhe)工藝的(de)發展，不(bu)繡鋼絲(sī)生産流(liú)程進一(yi)步簡化(hua)🆚，将部分(fèn)✏️原屬金(jīn)屬制品(pin)行業質(zhì)量控制(zhi)簡化，轉(zhuǎn)換為對(dui)盤條質(zhi)量的要(yào)求。在粗(cu)拉絲機(ji)後，應用(yòng)清潔球(qiú)擦拭和(he)水❤️中清(qīng)洗，去除(chú)表面塗(tu)層和殘(cán)餘🌍潤滑(huá)膜。在光(guāng)亮熱處(chu)理前配(pèi)備電解(jiě)酸洗、堿(jiǎn)中和、水(shui)沖🛀洗和(he)烘幹♈裝(zhuāng)置， 去除(chú)鋼🛀絲表(biao)面油污(wū)，表面質(zhì)量。
（7）形狀(zhuàng)記憶合(he)金的 目(mu)前在彈(dàn)簧方面(miàn)有應用(yong)前途的(de)🔆單向形(xing)🛀狀記憶(yi)合金，以(yi)50Ti和50Ni性能(neng)。形狀記(jì)憶合金(jīn)制成的(de)彈♈簧，受(shòu)溫度的(de)作用可(kě)伸縮。主(zhu)要用于(yú)恒溫、恒(héng)載荷、恒(heng)變形量(liang)的控制(zhì)系統中(zhōng)。由于是(shì)靠彈簧(huang)伸縮推(tui)動執行(háng)機🚶構，所(suǒ)以彈簧(huang)的工作(zuò)📧應力變(biàn)化較大(dà)。
（8）陶瓷的(de)應用 陶(táo)瓷的彈(dàn)性模量(liang)高，斷裂(liè)強度低(dī)，适用于(yú)變形不(bú)大的地(di)方。目前(qián)正在的(de)有耐熱(re)、、絕緣性(xìng)好的陶(tao)瓷，應用(yòng)的🔴有超(chāo)塑性☎️鋅(xīn)合金（SPZ），在(zài)常溫下(xia)具有高(gao)✂️的強度(du)。另外，還(hái)有的氮(dan)化矽，能(néng)，可達1000℃。但(dan)陶瓷彈(dan)簧不适(shi)用于在(zài)沖擊載(zǎi)荷下工(gōng)作。
（9）纖維(wei)增強塑(sù)料在彈(dan)簧中應(ying)用 玻璃(li)纖維增(zēng)強塑料(liào)（GFRP）闆簧在(zài)英、美和(hé)日本等(deng)國已廣(guǎng)泛應用(yòng)，除用于(yú)橫置懸(xuán)架外，還(hai)可用于(yu)輕型車(che)輛，如賽(sai)車的縱(zòng)置懸架(jià)。目前又(you)研制成(chéng)功🙇🏻了碳(tàn)素纖維(wéi)增強塑(su)料💞（GFRP）懸架(jia)彈簧，比(bǐ)🌈金屬闆(pǎn)簧要輕(qīng)20%。
