YB/T5310-2006弹簧用不锈钢冷轧钢带,YBT 5063-2007 热处理弹簧钢带,弹簧片,不锈钢弹簧片。
用途
弹簧片因用途不同而有各种形状和结构。按外形可分为直片弹簧和弯片弹簧两类,按板 片的形状则可以分为 长方形、梯形、三角形和阶段形,异形等。
特点
弹簧片的特点是,只在一个方向——最小
刚度平面上容易弯曲,而在另一个方向上具有大的拉伸刚度及弯曲刚度。因此,片弹簧很适宜用来做检测仪表或自动装置中的敏感元件、弹性支承、定位装置、挠性连接等。
应用
依材料之特性应用于不同环境之作动机构,弹簧片广泛用于各类接触装置中,而用的最多的是形状最简单的直悬臂式片弹簧。接触片的
电阻必须小,因此用
青铜制造。
测量用片弹簧的作用是转变力或者位移。如果固定结构和承载方式能保证弹簧的工作长度不变,则片弹簧的刚度在小变形范围是恒定的,必要时也可以得到非线性特征,例如将弹簧压落在限位板或调整螺钉上,改变其工作长度即可。
技术要求
1.弯曲加工部分的半径。弹簧片在成型时,大多数要进行弯曲加工。若弯曲部分的曲率半径相对较小,则这些部分要产生很大的
应力。因此,如要避免弯曲部分产生较大的应力,则设计时应使弯曲半径至少是板厚的五倍。
2.缺口处或孔部位的
应力集中。弹簧片常会有阶梯部分以及开孔,在尺寸急剧变化的阶梯处,将产生应力集中。孔的直径越小板宽越大,则这一应力集中系数越大。
3.弹簧片形状和尺寸公差。片弹簧多用
冲压加工,在设计时要考虑选择适宜冲压加工的形状和尺寸,同时,还要充分考虑弹簧片在弯曲加工时的回弹及
热处理时产生的变形等尺寸公差。
应该根据使用性能要求提出对弹簧片热处理的要求,热处理后的硬度一般可以在36~52HRC之间确定。
材质
弹簧片可以选用
磷青铜、
锡青铜、65mn、55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB、302、316等牌号的扁钢带。
定义
50CrVA是指由于在火和
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,
50CrVA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/T 13304《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。按照我国习惯,弹簧钢属于
特殊钢,制作弹簧钢的时候技术要求比较高,技术的过硬直接决定品质的高低。
分类
按照化学成分分类
根据GB/T 13304 标准,弹簧钢按照其化学成分分为非合金弹簧钢(碳素弹簧钢)和合金弹簧钢。
1.碳素弹簧钢
碳素弹簧钢的碳含量(质量分数)一般在0.62%~0.90%。按照其锰含量又分为一般锰含量(质量分数) (0.50%~0.80%)如65、70、85和较高锰含量(质量分数) (0.90~1.20%),如65Mn两类。
2.合金弹簧钢
合金弹簧钢是在
碳钢的基础上,通过适当加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能,以满足制造各种弹簧所需性能的钢。
合金弹簧钢的基本组成系列有,硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上,有一些牌号为了提高其某些方面的性能而加入了、钒或硼等合金元素。
此外,还从其他钢类,如
优质碳素结构钢、
碳素工具钢、高速工具钢、
不锈钢,选择一些牌号作为弹簧用钢。
按照生产加工方法分类
1. 热轧(锻)钢材包括热轧轧
圆钢、
方钢、扁钢、钢板,锻制圆钢、方钢。
2.冷拉(轧)钢材 包括钢丝、钢带、冷拉材(
冷拉圆钢)。
按照钢材交货状态分类
1. 热轧(锻)钢材
A.以热轧(锻)状态交货 钢材经热成形制成弹簧,然后进行
淬火和
回火处理。
B.以
退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧,然后进行淬火和回火处理。
以上均应符合相应的交货状态硬度的规定。
2. 冷拉(轧)钢材
A.钢丝
① 铅浴等温淬火冷拉钢丝(又称派登脱处理冷拉钢丝)钢丝制成弹簧后只需进行低温回火,以消除应力。
② 油淬火和回火钢丝 冷拉成所需尺寸后,进行连续加热、连续油淬火和铅回火。钢丝制成弹簧后只需进行底温火,以消除应力。
③ 冷拉钢丝(即不经淬火和回火处理的钢丝)
a. 以冷拉状态交货。
以上两种状态交货的钢丝制成弹簧后均需进行淬火和回火处理。
B.钢带
① 冷轧状态交货 制成弹簧后需进行低温回火,以消除应力。
② 淬火和回火状态交货 制成弹簧后需进行低温回火,以削除
应力。
③ 退火火状态交货 制成弹簧后需进行淬火和回火处理
C.冷拉钢材
以退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧,然后进行淬火和回火处理。
其他分类方法
除以上所述外,还有一些其他分类方法,例如:
按交货条件要求不同可分为按化学成分(力学性能)交货和按淬透性交货。
按弹簧工作条件可分为承受静载荷
50CrVA、承受冲击载荷弹簧钢、耐高(低)温弹簧和耐腐蚀弹簧钢等。
弹簧钢
性能要求
弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用,所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、
弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等 碳素弹簧钢即含碳量WC在0.6%-0.9%范围内的
优质碳素结构钢。合金弹簧钢主要是
硅锰系钢种,它们的含碳量稍低,主要靠增加硅含量Wsi提高性能;另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。近年来,结合我国资源,并根据汽车、
拖拉机设计新技术的要求,研制出在硅锰钢基础上加入硼、、钼等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧质量。
生产工艺
一般弹簧钢可用电炉、
平炉或
氧气转炉生产;质量较好或具有特殊性能的优质弹簧钢,用
电渣炉或
真空炉炼制。弹簧钢中碳、锰、硅等主要元素的规定含量范围较窄,
冶炼时必须严格控制化学成分。硅含量较高时容易形成气泡等缺陷,
钢锭锻轧后冷却不当时易产生
白点。因此,冶炼用的原材料必须干燥,尽量除去气体及夹杂物,而且要避免钢水
过热。
弹簧钢在
轧制加工中须特别注意脱碳和表面质量。钢材表面严重脱碳时,会显著降低钢的疲劳极限。对于高硅弹簧钢如70Si3MnA,应注意避免石墨化。因此,在
热加工时停轧温度不应过低(≥850℃),避免在石墨化较易形成的温度范围(650~800℃)内停留时间过长。
弹簧制成后经喷丸处理能使弹簧表层产生残余压应力,以抵销表层上的部分工作应力,抑制表层裂缝的形成,这可显著提高弹簧的疲劳极限。
钢号
淬火温度淬火介质硬度要求
回火温度 冷却介质 硬度要求 应用范围
65 780-830 水或油 400-600 线径小于12-15mm的
螺旋弹簧、
弹簧垫圈65Mn 810-830 油或水 \u003e60 370-400 水 42-50 5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧
50CrV 850-870 油 \u003e58 400-55 水 45-50截面较大和较重要的板簧片及螺旋弹簧
50CrV 850-870 油 \u003e58 370-420 45-52 300C以下工作的高温弹簧
60Si2MnA 860-880 油 \u003e60 500-520 水 HB363-444 厚度8-12mm的板簧片
特性和应用
1. 65 、70 、85:可得到很高强度、硬度、屈强比,但淬透性小,耐热性不好,承受动载和疲劳载荷的能力低 应用非常广泛,但多用于工作温度不高的小型弹簧或不太重要的较大弹簧。如汽车、
拖拉机、铁道车辆及一般机械用的弹簧
65Mn 成分简单,淬透性和综合力学性能、脱碳等工艺性能均比
碳钢好,但对过热比较敏感,有
回火脆性,
淬火易出裂纹 价格较低,用量很大。制造各种小截面扁簧、圆簧、发条等,亦可制气门弹簧、弹簧环,
阻尼器和离合器簧片、刹车簧等。
2. 55Si2Mn 、60Si2Mn 、60Si2MnA硅含量(Wsi)高(上限达2.00%),
强度高,弹性好。抗回火稳定性好。易脱碳和石墨化。淬透性不高。
主要的弹簧钢类,用途很广。制造各种弹簧,如汽车、机车、拖拉机的板簧、螺旋弹簧,汽缸
安全阀簧及一些在高
应力下工作的重要弹簧,磨损严重的弹簧。