{东莞市特顺金属材料有限公司}硅锰弹簧钢是主要的热轧合金弹簧钢种,中国有55Si2Mn,60Si2Mn,60Si2MnA,70Si3MnA四个钢号。硅含量为1.50~2,80%,锰含量为0.60~0.90%。钢中加硅可显著提高弹性极限和屈强比,提高回火稳定性;但易形成硅酸盐等夹杂物,增加脱碳敏感性。钢中碳和硅的含量均较高时,碳易於石墨化。这类钢广泛用於製作汽车,拖拉机,机车上的减震板簧和螺旋弹簧,以及要求承受较高应力的弹簧。含铬弹簧钢在国际上很通用,中国有50CrMn和50CrVA两个钢号。50CrMn由於含有1%左右的铬和锰,有较高的淬透性,脱碳倾向小;缺点是铬和锰均加重回火脆性的倾向,回火后需快冷,多用以製造截面较大的和较重要的板簧和螺旋弹簧。50CrVA钢具有良好的淬透性;加钒能细化组织,不易过热,并可提高钢的强度,韧性,降低缺口敏感性。
这种钢脱碳倾向小,低温衝击韧性好,在较高温度下工作时,性能也较稳定,主要用於製造气门弹簧,安全阀弹簧和在较高温度下工作的弹簧。在50CrVA钢的基础上适当增加其他合金元素,能取得比上述两种弹簧钢更好的力学性能和淬透性。硅含量为1.40~1.80%,铬含量为0.90~1.20%,钒含量为0.10~0.20%的60Si2CrVA钢,具有高的淬透性和低的过热敏感性,在塑性指标相近时抗拉强度和屈服强度高於硅锰弹簧钢,主要用於製作承受高应力的弹簧。含钨弹簧钢65Si2MnWA钢的钨含量为0.80~1.20%,与60Si2CrVA钢一样,可用於製作承受高载荷的和耐热(≦350),耐衝击的弹簧。合金含量较高的30W4Cr2VA钢是一种高强度耐热弹簧钢,有高的淬透性,主要用於製造低於500条件下使用的控制阀簧。上述几种钢的生產工艺较复杂,价格较高。
弹簧钢的特点—弹簧主要在动载荷下工作,即在冲击,振动的条件下,或在交变应力作用下工作,利用弹性变形来吸收冲击能量,起缓冲作用。由于弹簧经常承受振动和长期在享变应力作用下工作,主要是疲劳破坏,故弹簧钢必须具有高的弹性极限和高疲劳极限。还应有足够的韧性和塑性,以防止在冲击力作用下突然脆断。在工艺性论方面,弹簧钢应具有较好的淬透性和低的过热,脱碳敏感性。降低弹簧表面粗糙度能提高疲劳寿命。为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9%之间,由于碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过10-15mm的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75%之间,加入的合金元素有Mn,Si,W,V,Mo等。它们的主要作用是提高淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr,W,Mo还能提高钢的高温强度。
在热状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以上)在冷状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以下)热成型弹簧的热处理工艺--用这种方法成型弹簧多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧则大多数是在热成型后再进行热处理。这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组织为回火托氏体。这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。冷成型弹簧的热处理工艺--对于用冷轧钢板,钢带或冷拉钢丝制成的弹簧,由于冷塑性变形使材料强化,己达到弹簧所要求的性能。故弹簧成型后只需在250C左右范围内,保温30min左右的去应力处理,以消除冷成型弹簧的门应力,并使弹簧定型即可。耐热弹簧钢的热处理--内燃机的气阀弹簧是在较高温度下工作,有的还存在腐蚀性气氛,必须选用特殊的弹簧钢和合适的热处理规范。