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                    五金、卷闸、弯管、机械弹簧的评价指标和性能要求
                    发布日期:2012-04-16 (已经被浏览2296次)

                          弹簧一般工作在周期性的弯曲、扭转等交变应力条件下,经受拉压、冲击、扭转、疲劳腐蚀等多重作用,有时还要承受极高的短时突加载荷。优质五金弹簧钢要求有高的疲劳强度和弹减抗力来满足其使用需求。影响弹簧钢疲劳强度的主要因素包括硬度、?#24615;?#29289;及表面缺陷。提高钢的纯净度和表面质量是改善五金弹簧疲劳强度的重要措施。而弹性减退是指弹簧在静载荷或动载荷作用下,在室温发生塑性变形和弹性模量降低的现象,是一种常温下的蠕变现象。近年来,由于冶炼、加工工艺和设备水平的快速发展,钢材的内在质量和表面质量都得到大幅度提高,弹簧的疲劳断裂己不是主要矛盾,而汽车悬架五金弹簧和铁路转向架弹簧的轻量化、高应力化,尤其是轿车的前轮驱动化及少片变载面板簧化的发展,使五金弹簧的抗弹减性更加受到重视。要保证弹簧在高应力下正常工作和具有足够的使用寿命,就要求弹簧在长期的动、静载荷作用下,具有?#24049;?#30340;保持原有形状和尺寸的能力,即具有?#24049;?#30340;弹减抗力。表面硬度、化学成分、显微组织及晶粒度等都是影响抗弹减性能的重要因素。 
                    除此之外还要求五金弹簧钢必须具有优良的综合性能,如力学性能(主要是指高的强度和屈强比、足够的塑性和韧性、均匀稳定的性能和?#24049;?#30340;通条性能等);制造五金弹簧工艺所需的加工成形性能(主要是指较好的淬透性、热处理性能,包括回火组织均匀细小、回火稳定性好、不易氧化、低的脱碳敏感性和石墨化倾向小等);相应的物理、化学性能(包括耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)[1]。 
                    以上综合性能要求与五金弹簧钢的内在质量(化学成分、纯净度、非金属?#24615;?#29289;、精细组织等)、表面质量(裂纹、划伤、脱碳层等)有着密切关系。所以评价高强度优质五金弹簧钢主要考虑钢材的冶金质量、显微组织、脱碳层深度、表面缺陷等几个方面[2]。 
                    (1)冶金质量 
                    优质卷闸弹簧钢要求化学成分必须能够满足卷闸弹簧的使用要求,降低杂质元素O、P、S的含量以提高钢的纯净度,减少非金属?#24615;?#29289;的数量和控制?#24615;?#29289;的形态和分布,保证钢质的均匀性和稳定性,?#26434;?#25552;高卷闸弹簧钢疲劳性能有明显的作用。研究结果表明,控制氧含量在10ppm以下,氧化物型?#24615;?#23610;寸减小,疲劳源出现的几率减小[3]。钢中?#24615;?#29289;对疲劳性能的影响一方面取决于?#24615;?#29289;的类型、数量、尺寸、形状和分布;另一方面取决于钢基体的组织和性质。与基体结合力弱?#39029;?#23544;大的脆性?#24615;?#29289;和球状不变形的?#24615;?#29289;危害最大。而且钢的强度水平越高,?#24615;?#29289;对疲劳极限的危害越大。目前要求高强度优质弹簧钢的T[O]含量控制在15ppm以下,钢中不得有大于15μm的脆性?#24615;?#29289;。 
                    (2)显微组织 
                    为减轻车体重量,汽车弯管弹簧钢向高强度化发展,但又不能破坏其塑性,因此其精细组织结构控制很重要。高强度弯管弹簧钢要求热轧材铁素体与珠光体组织均匀,晶粒细小,不应有网状铁素体及淬火组织存在,要求索氏体化率越高越好。 
                    (3)脱碳层深度 
                    弯管弹簧钢表面脱碳0.1mm?#31361;?#20351;其疲劳极限明显下降,如果出现铁素体全脱碳层,?#23665;?#20302;疲劳极限50%[4]。随着钢材表面脱碳层深度的增加,疲劳寿命下降。这是由于钢材淬火后,表面脱碳层达不到所要求的硬度及力学强度,而且表面层不同部位淬火时膨胀系数不同,致使部件全脱碳层与半脱碳层之间的过渡区产生微裂?#30130;?#36825;些可见的或不可见的裂纹成为应力集中区,并做为裂纹继续发展的起源,引起弹簧的失效断裂[5, 6]。高强度优质机械弹簧钢要求脱碳倾向越小越好,不?#24066;?#20986;现铁素体全脱碳层组织,而且限定机械弹簧钢材总脱碳层深度。 
                    (4)表面质量 
                    为了保证机械弹簧能够?#20013;?#31283;定地工作,所受应力和变形均匀,要求机械弹簧钢有?#32454;?#30340;尺寸精度和表面质量控制。在交变载荷作用下,钢材表面受外应力最大,任何表面缺陷都可充当缺口,因此绝大多数弹簧工件断裂都是从表面或皮下引起。所以表面质量对疲劳寿命的影响比钢材内在质量的影响更为明显。抗拉强度愈高的材料,表面质量对疲劳极限的影响愈大。所以标准GB1222-2007规定机械弹簧钢材不得有裂纹、折叠、结疤、?#24615;?#21644;压入的氧化铁皮等表面超标缺陷[7]。?#26434;?#38081;路车辆用弹簧圆钢,一般黑皮材要求通过磁粉探伤,表面无毛细裂纹。随着高速铁路的发展,还要求使用磨光?#27169;?#35201;求表面无缺陷。随着材料生产加工技术和制簧、喷丸等弹簧加工技术的进步,可以使表面质量得到稳定,从而提高弹簧钢的疲劳性能

                    网站转载:http://www.mmbf.tw/news_display.php?id=22 佛山市南海区联兴弹簧厂 (http://www.mmbf.tw/ 是一?#26131;?#19994;制造五金弹簧,卷闸弹簧,弯管弹簧,机械弹簧等高质量弹簧及金属线制品的厂家)

                     
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