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彈簧的材料與製造

文章出處:未知責任編輯:admin人氣:68發表時間:2014-11-06 11:15
  彈簧材料:
  為了保障彈簧能夠可靠地工作,其材料除應滿足具有較高的強度極限和屈服極限外,還必須具有較高的彈性極限、疲勞極限、衝擊韌性、塑性和良好的熱處理工藝性等。表20-2列出了幾種主要彈簧材料及其使用性能。實踐中應用最廣泛的就是彈簧鋼,其品種又有碳素彈簧鋼、低錳彈簧鋼、矽錳彈簧鋼和鉻釩鋼等。圖20-2給出了碳素彈簧鋼絲的抗拉強度極限。
  類別代號許用扭應力[τT]許用彎曲應力[σb]/MPa切變模量G/GPa彈性模量E/GPa推薦硬度範圍HRC推薦使用溫度°C特性及用途
  Ⅰ類彈簧Ⅱ類彈簧Ⅲ類彈簧Ⅰ類彈簧Ⅱ類彈簧
  鋼絲碳素彈簧鋼絲
  Ⅰ,Ⅱ,Ⅱa,Ⅲ0.3σb0.4σb0.5σb0.5σb0.625σb81.5~78.5204~202--40~120強度高,性能好,適於做小彈簧
  60Si2Mn
  60Si2MnA47162778578598178.519745~50-40~200彈性好,回火穩定,易脫碳,適於做受大載荷的彈簧
  65Si2MnWA
  60Si2CrVA560745931931116747~52-40~250強度好,耐高溫,彈性好
  30W4Cr2VA44258873573592043~47-40~350高溫強度好,淬透性好。
  50CrVA45~50-40~210高疲勞強度,淬透性和回火穩定性好
  不鏽鋼1Cr18Ni9Ti32443254054067771.5193--250~300耐腐蝕,耐高溫,適於做小彈簧
  4Cr1344258873573592075.521548~53-40~300耐腐蝕,耐高溫,適於做大彈簧
  Co40CrNiTiMo500666834834100076.5197=-40~500耐腐蝕,高強度,無磁,高彈性
  青銅絲Qsi-326535344244255040.2 93HB90~120-40~120耐腐蝕,防磁好
  QSn4-339.2
  Qbe235344255055073542.2129.537~40耐腐蝕,防磁,導電性及彈性好
  表20-2 主要彈簧材料及其許用應力
  注:
  1.按受力循環次數N不同,彈簧分為三類:Ⅰ類N>106;Ⅱ類N=103~105以及受衝擊載荷的場合;Ⅲ類N<103。
  2.碳素彈簧鋼絲按機械性能不同分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四組,Ⅰ組強度最高,依次為Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ組。
  3.彈簧的工作極限應力τlim:Ⅰ類≤1.67[τ];Ⅱ類≤1.25[τ];Ⅲ類≤1.12[τ]。
  4.軋製鋼材的機械性能與鋼絲相同。
  5.碳素鋼絲的切變模量和彈性模量對0.5~4mm直徑有效,>4mm取下限。
  彈簧製造
  螺旋彈簧的製造工藝過程如下:
  ①繞製;
  ②鉤環製造;
  ③端部的製作與精加工;
  ④熱處理;
  ⑤工藝試驗等,對於重要的彈簧還要進行強壓處理。
  彈簧的繞製方法分冷卷法與熱卷法兩種。
  (1)冷卷法:簧絲直徑d≤8mm的采用冷卷法繞製。冷態下卷繞的彈簧常用冷拉並經預先熱處理的優質碳素彈簧鋼絲,卷繞後一般不再進行淬火處理,隻須低溫回火以消除卷繞時的內應力。
  (2)熱卷法:簧絲直徑較大(d>8mm)的彈簧則用熱卷法繞製。在熱態下卷製的彈簧,卷成後必須進行淬火、中溫回火等處理。
  對於重要的彈簧,還要進行工藝檢驗和衝擊疲勞等試驗。為提高彈簧的承載能力,可將彈簧在超過工作極限載荷下進行強壓處理,以便在簧絲內產生塑性變形和有益的殘餘應力,由於殘餘應力的符號與工作應力相反,因而彈簧在工作時的最大應力比未經強壓處理的彈簧小。


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