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                    弹簧材料的要求及特性
                    发布日期2013-10-10 (已经被浏览5928次)

                    弹簧的材料


                    弹簧的材料必须备具高弹性能、高疲勞限度、高抗拉强度及耐冲击等特性。
                    弹簧材料依成分不同可分为
                    一、碳钢与合金钢
                    二、非铁金属合金
                    三、橡皮弹簧等

                    一、碳钢与合金钢

                    依制造过程可分为两大类
                    1.热处理弹簧钢
                    2.加工弹簧钢

                    1.热处理弹簧钢

                    是先将素材制造成形后再以热处理的方法使其具有弹性。热处理弹簧钢的种类有碳钢与合金钢碳钢以共析钢和过共析钢为主。合金钢有硅锰钢(Si-Mn钢)锰铬钢(Mn-Cr钢)铬钒钢(Cr-V钢)锰铬硼钢(Mn-Cr-B钢)。表5-2所示为AISI(SAE)弹簧钢种类与其成份。
                    弹簧钢的化学成分

                    2.加工弹簧钢

                    加工弹簧钢的种类有
                    (1)硬钢线
                    (2)琴钢线
                    (3)不锈钢线
                    (4)冷间压延钢带
                    (5)不锈钢带等

                    (1)硬钢线

                    硬钢线是由硬线材于常温状态伸抽而成对杂质磷、硫等不纯物要求高其含量在0.004%以下。硬钢线种类与其成份如表5-3所示。
                    表5-3 硬钢线材(弹簧)种类与其成分(%)
                    表5-3 硬钢线材(弹簧)种類与其成分(%)

                    (2)琴钢线

                    琴钢线对磷、硫、铜等不纯物含量要求很严格脱碳等表面缺陷要非常少其经过韧化处理(patenting)后具高度的伸展性能。在常温抽成线(patenting)后具高度的伸展性能在常温抽成线其机械性质良好、抗拉强度及韧性均大是优良的弹簧材料。一般琴钢线的抗拉强度可达350kgf/mm2。琴钢线种类与其成份如表5-4所示。
                    琴钢线种类与其成份

                    (3)油回火线

                    油回火线?#21069;?#38050;材连续抽成直的冷加工线后再用油回火者。油回火线分碳钢与合金钢。如表5-5所示为油回火线的种类与使用材质。合金钢系油回火线在设计应力、耐疲劳性、耐热性等?#21152;?#20110;碳钢系油回火线。
                    油回火线的种类与使用材质

                    (4)不锈钢线及钢带

                    不锈钢用于耐蚀性及耐热性的地方较多。弹簧用不锈钢线以硬质不锈钢和冷间压延不锈钢带为主。也可使用17-7PH(Ni-Cr-Mn钢)、钢线、钢带。不锈钢弹簧成形后在低温退火时其退火温度约在400≧上下机械性?#39318;`选?br>


                    二、非铁合金钢

                    此类材料制成的弹簧大都具有良好的抗腐蚀性。常使用者有如下
                    1.磷青铜主要成分为铜、锡合金有良好的导电性及抗腐蚀性。通常用冷卷法制成弹簧。
                    2.铍铜(beryllium copper)除铜外含铍量约2%。具有最佳的导电性此种材料必须用低温冷卷法制成弹簧。
                    3.孟钠(monel)合金?#21644;?#19982;镍的合金能耐温至200≧具有抗腐性常带有少许的磁性常用于食品工业中使用冷加工法制成弹簧中。
                    4.K类孟钠合金在孟钠合金中加入约3%的铝可用常温或低温冷加工。常温或低温冷加工
                    5.英高镍(Inconel)合金此材料具耐温性、抗腐性在370≧以内不会?#20852;?#24347;现象。适用于在蒸气阀弹簧、?#26032;?#26426;及喷射引擎内的弹簧。
                    6.英高镍X合金英高镍合金加入少许的钛和铝的元素为析出?#19981;?precipitation-hardened)材料。耐温程度可高达480≧仍不会?#20852;?#24347;现象。
                    7.镍碳钢(Ni-span-C)亦为析出?#19981;?#26448;料。镍碳钢的弹性系数在-10≧゛66≧间永不变形。

                    三、橡皮弹簧

                    橡皮弹簧可分为压缩性弹簧、伸张性弹簧、剪力弹簧及扭转弹簧。其优点为具有高单位贮存能量及降低震幅作用且无噪音。缺点为不耐低温不耐蚀及不耐疲勞。因弹性系数为不定值故不能符合虎克定律。此类弹簧最大的用途在防止振动及吸收冲击作为运动的缓冲。
                    由于塑料工业不断的进步目前有很多的树脂材料可以用作弹簧材料树脂材料做的弹簧具?#24515;退?#30897;及其他特性。

                     
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