目前市场上的弹簧钢由于冶炼工艺的不同,可分为热轧钢、冷拔钢和冷轧钢。众所周知,弹簧带材的冶炼是非常重要的,因此必须保证弹簧带材生产中有良好的冶金质量。这意味着我们不仅要保证化学成分的准确,而且要有高纯度、低硫、低磷、低氧、低氮含量和良好的均匀性和稳定性。弹簧钢的冶金质量应达到优质钢的水平。
弹簧片的表面质量和尺寸精度对弹簧的性能和使用寿命有很大的影响。由于弹簧钢在出厂状态下的表面除进行表面喷丸处理外不再进行加工,所以这就是成品弹簧的工作表面。原始表面上的各种缺陷都留给了弹簧。因此,弹簧钢的表面要求非常高,对脱碳、裂纹、折叠、结疤、夹杂、分层等的限制非常严格。各种表面缺陷会导致弹簧早期失效,缩短弹簧的使用寿命。以圆形截面钢丝为例,成品弹簧的强度和刚度分别与钢丝直径的三次方和四次方成正比。钢丝直径的微小变化会引起弹簧性能的大幅波动,应严格控制钢丝的形状和尺寸公差。因此,弹簧钢的加工变形(热轧、冷轧、冷拔等)是非常重要的,必须引起重视。
热轧弹簧钢包括圆钢、方钢、扁钢等,钢材表面质量要求高,可热轧交货或热处理后交货,以确保硬度不超过规定值,便于制作弹簧。热轧材料可在冷态下制成螺旋弹簧。对于较大的截面尺寸,需要在加热后制成弹簧。弹簧成形后在中温淬火回火,回火温度在350-550℃左右,获得了较高的屈服比和良好的综合力学性能。
由于热轧材料断面尺寸大,为保证芯材的淬透性,应采用高淬透性牌号。如果中心有铁素体、贝氏体等非马氏体相变产物,回火后的性能将降低,特别是疲劳性能。
冷拔(轧制)弹簧钢包括钢丝和钢带。这种钢的表面质量和尺寸精度要求特别严格。钢丝的生产工艺包括油淬和冷拔。
油淬钢丝在加热、油淬和铅浴回火前冷拔至规定尺寸。因此,钢丝在出厂时具有所需的力学性能。弹簧制作完成后,经回火、消除应力后方可使用。整批的优点是均匀、稳定、平直,适合批量生产。可生产各种重要弹簧,特别是气门弹簧。品牌包括650N、50CrVA、60Si2Mn、55CrSi等。
合金弹簧钢丝也可冷拔或经退火、正火、回火处理后,制成弹簧后进行调质。其性能不如油淬钢丝均匀稳定,生产效率低,成本高。
此外,还对高频感应加热高强度弹簧钢丝的加工工艺进行了研究。冷拔钢丝在连续感应加热装置中进行淬火和回火。其内部结构均匀、精细。其塑性和韧性、弹性折减抗力、疲劳极限和断裂韧性明显优于普通钢丝。这种钢丝已在美国和日本生产。用于制造悬架弹簧、发动机气门弹簧、卡车、摩托车等
采用了紧急制动弹簧和各种拖车用高强度机械弹簧等,效果良好。此外,在弹簧扁钢的生产中也采用感应加热处理。
除了上述冶炼工艺外,小编最近在查阅资料时发现了一种新的钢丝生产工艺。这种新的生产工艺是铅浴等温淬火。