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一、按照化學(xué)成分分類
根據(jù)GB/T 13304 標(biāo)準(zhǔn),彈簧鋼按照其化學(xué)成分分為非合金彈簧鋼(碳素彈簧鋼)和合金彈簧鋼。
碳素彈簧鋼
碳素彈簧鋼的碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))一般在0.62%~0.90%。按照其錳含量又分為一般錳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) (0.50%~0.80%)如65、70、85和較高錳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) (0.90~1.20%),如65Mn兩類。
合金彈簧鋼
合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上,通過適當(dāng)加入一種或幾種合金元素來提高鋼的力學(xué)性能、淬透性和其他性能,以滿足制造各種彈簧所需性能的鋼。
合金彈簧鋼的基本組成系列有,硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、鉻錳彈簧鋼、鉻釩彈簧鋼、鎢鉻釩彈簧鋼等。在這些系列的基礎(chǔ)上,有一些牌號為了提高其某些方面的性能而加入了鉬、釩或硼等合金元素。
此外,還從其他鋼類,如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼,選擇一些牌號作為彈簧用鋼。
二、按照生產(chǎn)加工方法分類
⒈ 熱軋 (鍛)鋼材包括熱軋軋圓鋼、方鋼、扁鋼、鋼板,鍛制圓鋼、方鋼。
⒉冷拉(軋) 鋼材 包括鋼絲、鋼帶、冷拉材 (冷拉圓鋼)。
⒈ 熱軋 (鍛) 鋼材
A.以熱軋 (鍛) 狀態(tài)交貨 鋼材經(jīng)熱成形制成彈簧,然后進(jìn)行淬火和回火處理。
B.以退火狀態(tài)交貨 鋼材經(jīng)冷成形制成彈簧,然后進(jìn)行淬火和回火處理。
以上均應(yīng)符合相應(yīng)的交貨狀態(tài)硬度的規(guī)定。
⒉ 冷拉 (軋) 鋼材
A.鋼絲
① 鹽浴等溫淬火冷拉鋼絲(又稱派登脫處理冷拉鋼絲) 鋼絲制成彈簧后只需進(jìn)行低溫回火,以應(yīng)力。
② 油淬火和回火鋼絲 冷拉成所需尺寸后,進(jìn)行連續(xù)加熱、連續(xù)油淬火和鉛回火。鋼絲制成彈簧后只需進(jìn)行底溫火,以應(yīng)力。
③ 冷拉鋼絲 (即不經(jīng)淬火和回火處理的鋼絲)
a. 以冷拉狀態(tài)交貨。
b. 以退火、正火或回火處理狀態(tài)交貨。
以上兩種狀態(tài)交貨的鋼絲制成彈簧后均需進(jìn)行淬火和回火處理。
B.鋼帶
① 冷軋狀態(tài)交貨 制成彈簧后需進(jìn)行低溫回火,以應(yīng)力。
② 淬火和回火狀態(tài)交貨 制成彈簧后需進(jìn)行低溫回火,以削除應(yīng)力。
③ 退火火狀態(tài)交貨 制成彈簧后需進(jìn)行淬火和回火處理
C.冷拉鋼材
以退火狀態(tài)交貨 鋼材經(jīng)冷成形制成彈簧,然后進(jìn)行淬火和回火處理。
四、其他分類方法
除以上所述外,還有一些其他分類方法,例如:
按交貨條件要求不同可分為按化學(xué)成分(力學(xué)性能)交貨和按淬透性交貨。
按彈簧工作條件可分為承受靜載荷彈簧鋼、承受沖擊載荷彈簧鋼、耐高(低)溫彈簧和耐腐蝕彈簧鋼等。
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冷拉圓鋼也稱為冷拔圓鋼、冷拉元鋼、冷拉園鋼、光圓,是冷拉型鋼的一種。冷拉圓鋼是一種精度很高的圓鋼,材質(zhì)是經(jīng)過“調(diào)質(zhì)”處置的,可以直接用來做軸,不需求再加工的,對應(yīng)的普通圓鋼,就是我們常見的用于建筑的圓鋼,供應(yīng)的熱處置狀態(tài)是“正火”,無論是尺寸精度還是材質(zhì)都是普通級別的。
工藝流程:原坯進(jìn)廠----驗收---入庫---領(lǐng)料----軋頭---酸洗磷或石灰---冷拔---矯直--打包---稱重標(biāo)志---檢驗---廢品入庫產(chǎn)品優(yōu)勢:外形規(guī)格多樣性經(jīng)過設(shè)計不同外形的模具,冷拉出不同截面外形、不同規(guī)格公差的冷拉鋼。
不管是冷拉圓鋼或是圓鋼其外形都是圓形的,但是冷拉圓鋼表面很光滑,尺寸精度很高,它的機(jī)械性能高,由于尺寸精度高不經(jīng)加工可直接運(yùn)用。角度可設(shè)計成直角或圓角。高度:運(yùn)用高的硬質(zhì)合金模具以及具有修模人員,確保公差準(zhǔn)確、統(tǒng)一。
材料大量儉省:冷拉工藝是將原材料冷變形達(dá)致所需的外形、規(guī)格及公差,原材料的耗損極少,相對應(yīng)用車床機(jī)加工切削所耗損的材料,冷拉鋼所儉省的材料是非常可觀的,特別當(dāng)材料用量大,材料本錢的節(jié)約更為顯著。
彈簧鋼材有熱軋材、冷拉鋼材、冷軋鋼帶等。彈簧鋼的冶煉是很重要的,必須保證有優(yōu)良的冶金質(zhì)量,不僅要保證準(zhǔn)確的化學(xué)成分,而且要有高純凈度,硫、磷、氧、氮等含量要低,鋼質(zhì)均勻性、穩(wěn)定性要好。彈簧鋼的冶金質(zhì)量應(yīng)達(dá)到優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼的水平。
彈簧鋼的表面質(zhì)量和尺寸精度對彈簧的性能和壽命有極大的影響。因為彈簧鋼材交貨狀態(tài)的表面除去表面噴丸強(qiáng)化之外不再進(jìn)行加工,因而也就是成品彈簧的工作表面,原有表面上的各種缺陷也留給了彈簧。所以彈簧鋼材表面要求極高,對脫碳、裂紋、折疊、結(jié)疤、夾雜、分層等限制極嚴(yán)。各種表面缺陷會使彈簧早期破壞、縮短壽命。以圓截面的鋼絲為例,成品彈簧的強(qiáng)度和剛度分別與鋼絲直徑的三次方和四次方成正比,鋼絲直徑的微小變化會導(dǎo)致彈簧性能的巨大波動,所以要嚴(yán)格控制鋼材的外形和尺寸公差。這樣,彈簧鋼的加工變形(熱軋、冷軋、冷拔等)就十分重要了,必須極認(rèn)真地對待。
熱軋彈簧鋼材有圓鋼、方鋼、扁鋼等。鋼材表面質(zhì)量要求較高,可以熱軋態(tài)交貨或者經(jīng)熱處理后交貨,以保證硬度不超過規(guī)定值,便于制簧。熱軋材可以冷態(tài)制成螺旋彈簧,對于截面尺寸較大者需加熱后制成彈簧。彈簧成型后再經(jīng)淬火、中溫回火,回火溫度約為350~550℃,以獲得較高屈強(qiáng)比和良好的綜合力學(xué)性能。
因熱軋材截面尺寸較大,故應(yīng)采用淬透性足夠高的牌號,保證心部淬透。若心部出現(xiàn)非馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物,如鐵素體、貝氏體等,則回火后的性能降低,特別是疲勞性能。
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