彈簧鋼生產(chǎn)工藝
一般彈簧鋼可用電爐、平爐或氧氣轉爐生產(chǎn);質量較好或具有特殊性能的優(yōu)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(guī)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(chǎn)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(jīng)噴丸處理能使彈簧表層產(chǎn)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。
中文名稱:彈簧鋼
英文名稱:spring steel
定義:含碳量為0.60%~0.95%的碳鋼,是經(jīng)冷變形強化的一種較好的彈簧鋼絲,用于制作各種彈簧。彈簧鋼是指由于在淬火和回火狀態(tài)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(guī)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(xiàn)永久變形。
彈簧鋼應具有優(yōu)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(yōu)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(jù)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(chǎn)過程中需要特別嚴格控制質量和性能的鋼。按照我國習慣,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。
特性及適用范圍:
65Mn彈簧鋼,錳提高淬透性,φ12mm的鋼材油中可以淬透,表面脫碳傾向比硅鋼小,經(jīng)熱處理后的綜合力學性能優(yōu)于碳鋼,但有過熱敏感性和回火脆性。用作小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈簧、彈簧發(fā)條,也可制作彈簧環(huán)、氣門簧、離合器簧片、剎車彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧。
65mn彈簧鋼的強度、硬度、彈性和淬透性均比65號鋼高,具有過熱敏感性和回火脆性傾向,水淬有形成裂紋傾向。退火態(tài)可切削性尚可,冷變形塑性低,焊接性差。受中等載荷的板彈簧,直徑達7-20mm的螺旋彈簧及彈簧墊圈、彈簧環(huán)。高耐磨性零件,如磨床主軸、彈簧卡頭、精密機床絲桿、切刀、螺旋輥子軸承上的套環(huán)、鐵道鋼軌等。
化學成分:
碳 C :0.62~0.70% 硅 Si:0.17~0.37 % 錳 Mn:0.90~1.20% 硫 S :≤0.035%
磷 P :≤0.035% 鉻 Cr:≤0.25% 鎳 Ni:≤0.30% 銅 Cu:≤0.25%
力學性能:
抗拉強度σb (MPa):825~925 屈服強度σs (MPa):520~690 伸長率 δ10 (%):14~22.5
斷面收縮率 ψ (%):不大于10 硬度:熱軋,≤302HB;冷拉+熱處理,≤321HB
熱處理規(guī)范及金相組織:
熱處理規(guī)范:淬火830℃±20℃,油冷; 回火540℃±50℃(特殊需要時,±30℃)。
金相組織:屈氏體。
交貨狀態(tài):熱軋鋼材以熱處理或不熱處理狀態(tài)交貨,冷拉鋼材以熱處理狀態(tài)交貨。
中國彈簧鋼:65、70、85、65Mn、70Mn、55Si2Mn、55Si2MnB、55Si2MnVB、60Si2Mn、60Si2MnA、60Si2CrA、60Si2CrVA、55CrVA、60CrMnBA、55CrMnA、60CrMnA、60CrMnMoA、30W4Cr2VA、70Si2CrA、55CrSiA;
臺灣中鋼彈簧鋼:SK3、SK5、SK7、SKS51、S55C、S65C、SK85、SK4、SK85、T8A、T12A、T10A;
美國芬可樂彈簧鋼:1065、1070、1084、1095、1566、1572、9255、9260、9254、5155、5160、4151、6150、51B60H;
德國撒斯特彈簧鋼:CK65、C67E、CK67、C75E、CK75、C85E、CK85、C101E、CK101、38Si6、38Si7、46Si7、51Si7、55Si7、56Si7、65Si7、71Si7、60SiMn5、51MnV7、54SiCr6、60SiCr7、67SiCr7、55Cr3、51CrV4、50CrV4、58CrV4、51CrMnMoA、CrMnMo443、52MnCrB3、1.1235、1.1234、1.0904、1.0908、1.0961、1.7176、1.7266、1.8159、1.7138;
日本住友彈簧鋼:SUP3、SUP4、SUP6、SUP7、SUP9、SUP9A、SUP10、SUP11A、SUKP12、SUP13、S50C-CSP、S55C-CSP、S60C-CSP、S65C-CSP、S70C-CSP、SK5-CSP、SUP10-CSP;
英國彈簧鋼:250A53、250A58、251A58、251A60、251H60、525A58、525A60、525A61、526M60、685A57、685H57、704A60、704H60、705A60、705H60、735A51、735H51、735A54、805H60、925A60、060A96、070A72、070A78、080A52、080A67、080A72、080A83、060A96、070A72、090A65、685A55、735A50;
法國彈簧鋼:XC65、XC70、XC85、55S7、60SM5、55C3、52MCB3、60SC7、50CV4
俄羅斯彈簧鋼:65、70、85、65Г、55C2、60CГA、60C2ΦA、60C2XΦA 、50XΦA、55XГP