弹簧钢丝是用于做弹簧(SPRING)或钢丝型件(WIRE FORM)的一种钢丝。按照弹簧用途的不同,做弹簧所需的弹簧钢丝都多种类型,如要求较低的做床垫弹簧的弹簧钢丝(简称床垫钢丝)、做减震器的弹簧钢丝、做悬挂簧的弹簧钢丝、做发动机气门的弹簧钢丝及做相机快门的弹簧钢丝等等,虽然没有统一的标准分类名称,这些钢丝的品质要求是不同。弹簧钢丝也可以按制造工艺分类,如生拉弹簧钢丝(拉拔前不经过铅浴淬火处理)、铅淬火弹簧钢丝、镀锌弹簧钢丝、油淬火弹簧钢丝等。
碳素弹簧钢丝应具有高的抗拉强度、弹性极限、韧性和疲劳强度,并耐冲击和振动。确保强度和韧性指标特别是防止扭转裂纹的产生是生产弹簧钢丝的关键。盘条的内在质量和表面质量都直接影响钢丝的性能。碳素弹簧钢丝用高碳碳素结构钢或碳素工具钢盘条制造,须根据弹簧的用途严格控制其化学成分、气体含量和非金属夹杂。为了减少表面缺陷和脱碳层,对生产盘条的钢坯要进行表面研磨,必要时还要进行剥皮。盘条要进行正火或索氏体化处理,规格大的用球化退火代替。中间特别是成品拔程前的热处理广泛采用索氏体化处理。热处理时要防碳。热处理后采用硫酸或盐酸酸洗以清除氧化铁皮。涂层(见润滑载体)可采用蘸石灰、磷化、硼砂处理或镀铜。成品拔程的拉拔工艺对产品性能的影响很大,一般采用90%左右的较大的总减面率(见面积减缩率)和较小的道次减面率(约≤23%),以保证产品的韧性。对于高强度弹簧钢丝,拉拔时应控制各道次钢丝的出口温度**150℃,防止钢丝因产生应变时效而出现扭转裂纹,这是造成钢丝报废的主要缺陷。为此,拉拔时必须有良好的润滑和充分的冷却,采用较小的道次减面率和拉拔速度有助于减少钢丝的温升。拉拔后钢丝内存在较大的残余应力,影响其性能,可采用在线矫直或低温 (180~370℃) 加热等措施加以消除。
高碳钢丝产品的优缺点
优点:
1、热处理后可以得到高 的硬度(HRC60一65)和较好的耐磨性。
2、退火状态下硬度适中,具有较好的可切削性。
3、原材料易得,生产成本低。
其缺点是:
1、热硬性差,当工作温度大于200℃时,其硬度和耐磨性急剧下降。
2、淬透性低。 水淬时完全淬透的直径一般仅为15一18mm;油淬时完全淬透的较大直径或厚度(95%马氏体)仅为6mm 左右,并易变形开裂。
高碳钢的硬度、强度主要取决于钢中固溶的碳量,并随固溶碳量的增加而提高。固溶碳量**过0.6%时,
淬火后硬度不再增加,只是过剩的碳化物数量增多,钢的耐磨性略有增加,而塑性、韧性和弹性有所降低。为
此,常根据使用条件和对钢的强度、韧性匹配来选用不同的钢号。例如,制造受力不大的弹簧或簧式零件,可 选择较低碳量的65钢。
一般高碳钢可用电炉、平炉、氧气转炉生产。要求质量较高或质量时可采用电炉冶炼加真空自耗或电
渣重熔。冶熔时,严格控制化学成分,特别是硫和磷的含量。为减少偏析,提高等向性能,钢锭可进行高温扩
散退火(对工具钢尤为重要)。热加工时,过共析钢的停锻(轧)温度要求低(约800℃),锻轧成材后应避
免粗大网状碳化物的析出,在700℃以下应注意缓冷,以防热应力造成裂纹。热处理或热加工过程中要防止表面脱碳(对弹簧钢尤为重要)。热加工时要有足够的压缩比,以保证钢的质量和使用性能。
拉丝
成品拔程的拉拔工艺对产品性能的影响很大,一般采用90%左右的较大的总减面率(见面积减缩率)和较小的道次减面率(约10%-20%),以保证产品的韧性。对于高强度弹簧钢丝,拉拔时应控制各道次钢丝的出口温度**150℃,防止钢丝因产生应变时效而出现扭转裂纹,这是造成钢丝报废的主要缺陷。为此,拉拔时必须有良好的润滑和充分的冷却,采用较小的道次减面率和拉拔速度有助于减少钢丝的温升。
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