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65Mn/60Si2Mn弹簧钢板/带

公司名:苏常金属制品(无锡)有限公司 人气:3发表时间:2020/6/24 17:46:13【


 一、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。
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。
合金弹簧钢
合金弹簧钢是在碳素钢的基础上,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钼、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。
二、按照生产加工方法分类
⒈ 热轧 (锻)钢材包括热轧轧圆钢、方钢、扁钢、钢板,锻制圆钢、方钢。
⒉冷拉(轧) 钢材 包括钢丝、钢带、冷拉材 (冷拉圆钢)。
三、按照钢材交货状态分类
⒈ 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。
⒉ 冷拉 (轧) 钢材
A.钢丝
① 盐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。
b. 以退火、正火或回火处理状态交货。
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。
四、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弹簧钢、承受冲击载荷弹簧钢、耐高(低)温弹簧和耐腐蚀弹簧钢等。
工艺性能
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,结合中国资源,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、铌、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。
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,结合中国资源,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、铌、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
弹簧钢材有热轧材、冷拉钢材、冷轧钢带等。弹簧钢的冶炼是很重要的,必须保证有优良的冶金质量,不仅要保证准确的化学成分,而且要有高纯净度,硫、磷、氧、氮等含量要低,钢质均匀性、稳定性要好。弹簧钢的冶金质量应达到优质钢、****优质钢的水平。
弹簧钢的表面质量和尺寸精度对弹簧的性能和寿命有极大的影响。因为弹簧钢材交货状态的表面除去表面喷丸强化之外不再进行加工,因而也就是成品弹簧的工作表面,原有表面上的各种缺陷也留给了弹簧。所以弹簧钢材表面要求极高,对脱碳、裂纹、折叠、结疤、夹杂、分层等限制极严。各种表面缺陷会使弹簧早期破坏、缩短寿命。以圆截面的钢丝为例,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导致弹簧性能的巨大波动,所以要严格控制钢材的外形和尺寸公差。这样,弹簧钢的加工变形(热轧、冷轧、冷拔等)就十分重要了,必须极认真地对待。
热轧弹簧钢材有圆钢、方钢、扁钢等。钢材表面质量要求较高,可以热轧态交货或者经热处理后交货,以保证硬度不超过规定值,便于制簧。热轧材可以冷态制成螺旋弹簧,对于截面尺寸较大者需加热后制成弹簧。弹簧成型后再经淬火、中温回火,回火温度约为350~550℃,以获得较高屈强比和良好的综合力学性能。
因热轧材截面尺寸较大,故应采用淬透性足够高的牌号,保证心部淬透。若心部出现非马氏体转变产物,如铁素体、贝氏体等,则回火后的性能降低,特别是疲劳性能。
冷拉(轧)弹簧钢材包括钢丝、钢带。这类钢材的表面质量和尺寸精度要求格外严格。钢丝的生产工艺有油淬火和冷拉两种。
油淬火钢丝是把钢丝冷拔到规定尺寸后再加热、油淬火和铅浴回火,故钢丝出厂时已具备所需力学性能,制成弹簧后只要回火,消除应力即可使用。优点是整批性能均匀,稳定,挺直性好,适于大批量生产,可制造各种重要弹簧,特别是阀门弹簧。牌号有65Mn、50CrVA、60Si2Mn、55CrSi等。
合金弹簧钢丝也可以冷拉态交货,或经退火、正火、回火处理后交货,制成弹簧后再淬火、回火。其性能不如油淬火钢丝均匀、稳定,生产效率也低,成本高,多用于小批量弹簧生产。
此外,最近也研究了用高频感应加热处理高强度弹簧钢丝的工艺。冷拉钢丝在连续感应加热装置上进行淬火和回火,其内部组织均匀、细小,塑性和韧性以及弹减抗力、疲劳极限、断裂韧性等都明显优于常规处理的钢丝。这种钢丝在美国、日本都已有生产,制造汽车、摩托车的悬挂弹簧、发动机阀门弹簧,卡车、拖车等的紧急制动弹簧及各种高强度机械弹簧,使用效果令人满意。另外,感应加热处理在弹簧扁钢生产上也得到应用。
还有一种钢丝生产工艺,即铅浴等温淬火。钢材奥氏体化后在铅浴中等温,生成细小珠光体组织,然后冷拉到规定尺寸。通过调整钢中碳含量和冷变形量控制钢丝的力学性能,制簧后不需热处理,只要消除加工应力即可使用。应用这种工艺生产的都是碳素钢钢丝,但也有少数合金钢(如65Mn)钢丝。
冷轧弹簧钢带一般也是冷轧或再经退火后供货,制成弹簧后再淬火回火处理,或仅回火以消除加工应力。
热处理规范
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
65780-830 水或油 400-600 线径小于12-15mm的螺旋弹簧、弹簧垫圈
65Mn810-830 油或水 >60 370-400 水 42-50 5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧
50CrV850-870 油 >58 400-55 水 45-50截面较大和较重要的板簧片及螺旋弹簧
50CrV850-870 油 >58 370-420油 45-52 300C以下工作的高温弹簧
60Si2MnA860-880 油 >60 500-520 水 HB363-444 厚度8-12mm的板簧片
应用实例编辑 语音
1. 65 、70 、85钢号
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,减振器和离合器簧片、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。
55Si2MnB 因含硼,其淬透性明显改善 轻型、中型汽车的前后悬挂弹簧、副簧。
55Si2MnB 中国自行研制的钢号,淬透性、综合力学性能、疲劳性能均较60Si2Mn钢好 主要制造中、小型汽车的板簧,使用效果好,亦可制其他中等截面尺寸的板簧、螺旋弹簧。
3. 60Si2CrA 60Si2CrVA
高强度弹簧钢。淬透性高,热处理工艺性能好。因强度高,卷制弹簧后应及时处理消除内应力 制造载荷大的重要大型弹簧。60Si2CrA可制汽轮机汽封弹簧、调节弹簧、冷凝器支承弹簧、高压水泵碟形弹簧等。60Si2CrVA钢还制作极重要的弹簧,如常规武器取弹钩弹簧、破碎机弹簧。
4. 55CrMnA
60CrMnA 突出优点是淬透性好,另外热加工性能、综合力学性能、抗脱碳性能亦好 大截面的各种重要弹簧,如汽车、机车的大型板簧、螺旋弹簧等。
5. 60CrMnMoA
在现有各种弹簧钢中淬透性****。力学性能、抗回火稳定性等亦好 大型土木建筑、重型车辆、机械等使用的超大型弹簧。钢板厚度可达35mm以上,圆钢直径可超过60mm。
6. 50CrVA
少量钒提高弹性、强度、屈强比和弹减抗力,细化晶粒,减小脱碳倾向。碳含量较小,塑性、韧性较其他弹簧钢好。淬透性高,疲劳性能也好 各种重要的螺旋弹簧,特别适宜作工作应力振幅高、疲劳性能要求严格的弹簧,如阀门弹簧、喷油嘴弹簧、气缸胀圈、安全阀簧等。
7. 60CrMnBA
淬透性比60CrMnA高,其他各种性能相似 尺寸更大的板簧、螺旋弹簧、扭转弹簧等。
8. 30W4Cr2VA
高强度耐热弹簧钢。淬透性很好。高温抗松弛和热加工性能也很好 工作温度500~C以下的耐热弹簧,如汽轮机主蒸汽阀弹簧、汽封弹簧片、锅炉安全阀弹簧、400t锅炉碟形阀弹簧等。

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