(1)彈(dàn)簧鋼生産(chǎn)工藝的發(fā)展 為了提(tí)高彈簧鋼(gang)的質量💘,工(gong)業㊙️發達國(guó)㊙️家已普通(tōng)采用爐外(wài)精煉技術(shu)、連鑄工藝(yi)、新型軋🏃♂️制(zhi)和在線自(zì)動檢測及(jí)控制設備(bèi)等。
為了保(bao)證鋼的化(hua)學成分,降(jiàng)低氣體和(he)各種非金(jin)屬加夾物(wu)的含🤞量,采(cai)用大容量(liang)電爐或轉(zhuan)爐熔煉,采(cai)用爐外鋼(gāng)包精煉,使(shi)氧含量🔞(質(zhi)量分數)降(jiàng)至(0.0021~0.0010)%,生産出(chu)超純淨鋼(gāng),從而大🔱大(dà)提高☀️了彈(dan)簧的設計(ji)⚽和工作應(yīng)力。
連鑄生(shēng)産工藝在(zai)彈簧鋼生(sheng)産中已被(bèi)廣泛采用(yong)。連鑄可通(tong)過電磁攪(jiao)拌、低溫鑄(zhù)造等技術(shù)減小鋼的(de)偏析,減小(xiǎo)二次氧化(hua),改善表面(miàn)脫碳,使組(zu)織和性能(néng)穩定、均勻(yún)。
采用分列(lie)式全連續(xu)軋機,可提(ti)高尺寸精(jīng)度,表面質(zhì)✂️量,同時也(ye)可🔞使鋼材(cai)沿長度顯(xiǎn)微組織均(jun)勻。在軋制(zhì)過程中為(wéi)了保☀️證産(chǎn)品的☎️表面(mian)質量采用(yong)在線自動(dong)檢測和🈚控(kòng)制。為了适(shi)合變截面(miàn)彈簧扁鋼(gang)生産而開(kāi)發了奧氏(shi)體軋制成(chéng)形新工藝(yì),即先将鋼(gang)加熱到奧(ao)氏體區再(zài)急冷至亞(yà)穩奧氏體(tǐ)區進行塑(su)性加工并(bing)淬火處理(lǐ)。這種工藝(yì)可使鋼在(zai)不降低塑(su)性的同時(shí)提高強度(du)。此外還有(you)通過💚軋後(hòu)在線熱處(chu)理和表面(miàn)☂️硬化處理(li)來提高彈(dan)簧鋼的性(xìng)能等。
(2)合金(jin)鋼的發展(zhǎn) 合金元素(sù)的主要作(zuò)用是提高(gao)力學性能(neng)👈,改善工藝(yì)性能及賦(fu)予某種特(tè)殊性能。氣(qì)門彈簧和(hé)懸架彈簧(huang)已廣泛應(ying)㊙️用SiCr鋼。Si是抗(kang)應力松弛(chi)最好的合(he)金元素,在(zài)SiCr鋼中添🤟加(jiā)V、Mo形成SiCrV和SiCrMo鋼(gāng),可以提高(gao)疲勞壽命(mìng)和抗松弛(chi)性能👅。同時(shí)SiCr拉拔鋼絲(si),其在高溫(wen)下工作時(shí)的抗松弛(chi)性能,比琴(qín)鋼絲和重(zhòng)要用途碳(tan)素彈⛷️簧鋼(gāng)絲要好。随(suí)着發動機(jī)高速小型(xing)化,抗顫振(zhen)性能✍️好、質(zhì)量輕🛀、彈性(xìng)模量小的(de)Ti合金得到(dào)了較為廣(guǎng)泛的應🌈用(yong),其強度可(ke)達2000 MPa。
(3)低碳奧(ào)氏體鋼的(de)發展 低碳(tàn)奧氏體鋼(gang)38SiMnB是我國自(zi)主研發的(de)一種新型(xing)的高性能(néng)彈簧鋼,在(zài)此基礎上(shang)開發的38SiMnVBE更(geng)具優越性(xing),具有高強(qiáng)韌性、高淬(cui)透性、高應(yīng)用性和高(gao)❄️性能比。在(zài)進行超細(xi)晶粒控制(zhi)軋制後,其(qí)抗拉強度(du) =(2030~2140)MPa,屈🥰服強度(du) =(900~2010)MPa,伸長率 =(12~15)%,面(miàn)縮率 =(48~55)%。為少(shǎo)片變截面(miàn)闆🐇彈簧提(ti)供了高性(xìng)能的材料(liào)。
(4)不鏽鋼的(de)發展 我國(guó)是生産不(bú)鏽鋼的大(dà)國,随着不(bú)鏽鋼‼️的生(sheng)産發展,自(zì)然也開發(fā)了不少品(pǐn)種,目前已(yi)🔱達50多種,,基(ji)本滿足了(le)國内生産(chan)發展的需(xu)要,對當前(qian)開發的一(yī)些新品種(zhǒng)作簡要說(shuo)明。
1)奧氏體(tǐ)不鏽鋼體(ti)系的初步(bù)形成。為了(le)消除碳元(yuán)素造成的(de)不💃🏻鏽鋼晶(jing)界腐蝕疲(pí)勞,開發出(chū)低碳奧氏(shi)體不鏽鋼(gang)0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2。為了提(ti)高其特殊(shu)性能可加(jia)Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和N等元素(sù)。
2)含氮不鏽(xiu)鋼的發展(zhan)。 在不鏽鋼(gang)中以氮代(dai)碳取得了(le)成果。在奧(ào)氏體不鏽(xiu)鋼中N和C有(you)許多共同(tong)特性。N穩定(dìng)奧氏體的(de)作用比Ni大(da)💁,與C相當。N與(yǔ)Mn結合能取(qǔ)代比較貴(gui)的Ni。
在奧氏(shi)體中N也是(shi)最有效的(de)固溶強化(huà)元素之一(yi)。N與Cr的親⛷️和(he)力要比C與(yǔ)Cr的親和力(lì)小,奧氏體(ti)鋼很少見(jian)到Cr2N的析出(chū)。因此N能在(zài)不降低耐(nài)蝕性能的(de)基礎上,提(tí)高不鏽鋼(gāng)強度。
3)超強(qiáng)鐵素體不(bú)鏽鋼的發(fā)展。 鐵素體(ti)不鏽鋼具(jù)有良好的(de)腐蝕性🆚能(neng)和抗氧化(hua)性能,其抗(kang)應力腐蝕(shi)性能優于(yú)奧氏體不(bu)鏽鋼。價格(ge)比奧氏體(tǐ)不鏽鋼便(biàn)宜。但存在(zai)可焊性差(cha)、脆性傾向(xiàng)比較大的(de)缺♌點,生産(chan)和使用受(shou)到限制。通(tōng)過降低鋼(gang)中的碳和(hé)氮的🐆含量(liang),添加Ti、Nb、Zr、Ta等穩(wen)定化元素(sù),添加Cu、AI、V等焊(han)❤️縫金屬韌(rèn)化元素三(sān)種途徑,可(ke)以改善鐵(tiě)素體鋼的(de)可焊🔞性和(hé)脆性。
4)超級(jí)奧氏體鋼(gang)的發展。 超(chāo)級奧氏體(tǐ)鋼指Cr、Mo、N含量(liang)顯着高于(yú)常☁️規㊙️不鏽(xiù)鋼的奧氏(shi)體鋼。其中(zhōng)比較着名(ming)的是含6% Mo的(de)鋼(245S Mo)。這類鋼(gāng)具有🏃♂️非常(chang)好的耐局(jú)部腐蝕性(xìng)能,在🙇🏻海水(shuǐ)、充🙇🏻氣、存在(zài)縫隙、低速(su)沖刷條件(jian)下,有良好(hǎo)的抗🌈點蝕(shí)性能(PI 40)和較(jiao)好的抗應(ying)力腐蝕性(xìng)能,是Ni基合(hé)金和钛合(he)金的代用(yòng)材料。
5)超馬(ma)氏體不鏽(xiu)鋼的發展(zhan)。 傳統的馬(ma)氏體不鏽(xiù)鋼2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺乏(fá)足夠的延(yán)展性,在冷(leng)頂鍛變形(xíng)過程中對(dui)應力⛱️十分(fèn)敏感,冷加(jia)工成形比(bǐ)較困難。加(jiā)之鋼的可(ke)焊性比較(jiào)差,使用範(fan)圍受到限(xian)制。為🏃🏻♂️克服(fú)馬氏體鋼(gang)的上述不(bú)足,近來已(yi)找到一種(zhong)有效途徑(jing),就是通過(guo)降低鋼的(de)C、Ti含量,增加(jia)Ni含量,開發(fa)🤩一個新系(xì)列🎯合金鋼(gang)——超馬👣氏體(ti)鋼。這類鋼(gang)抗拉強度(du)高,延🈲展性(xìng)好,焊接性(xing)👉能也得到(dao)改善,因此(cǐ)超✌️馬氏體(tǐ)鋼又稱為(wéi)軟馬氏體(tǐ)鋼或可焊(hàn)接馬氏體(tǐ)鋼。
(5)彈簧鋼(gāng)絲的發展(zhǎn) 彈簧鋼絲(si)經過100多年(nián)的發展,工(gong)藝✂️技術經(jing)曆了由鉛(qian)淬火到油(yóu)淬火,現又(you)發展到感(gan)應加熱淬(cuì)火。再加上(shàng)工藝技⭕術(shù)裝備不斷(duan)創新和完(wan)善,品種質(zhì)量不斷更(geng)新。近🔴來開(kai)發的閥門(mén)用彈簧鋼(gang)絲感應加(jia)熱淬火和(hé)回火處理(li)工藝,試驗(yan)證明,由于(yu)感應加熱(re)時間短,淬(cui)火組織細(xì)小,鋼絲表(biao)面幾乎沒(mei)有脫碳層(céng),所以其塑(sù)性、韌性、抗(kang)松弛性、斷(duan)裂韌性、延(yan)遲斷裂抗(kang)力、疲勞壽(shòu)☁️命等都比(bǐ)油淬火回(huí)火鋼絲有(yǒu)較大提高(gāo)。
另一種研(yán)究取得成(chéng)效的超細(xì)晶粒形變(biàn)熱處理鋼(gāng)絲已能實(shi)👈地應用,超(chao)細晶粒形(xing)變熱處理(lǐ)是組織超(chao)細化❌與形(xíng)變熱處理(li)相結合的(de)一種複合(hé)強韌化工(gōng)藝。它既可(kě)提高鋼絲(si)的力學性(xìng)☔能,同時☁️又(you)能改善鋼(gāng)♋絲的表面(mian)質量。材料(liào)🔞表面質量(liang)對疲勞性(xing)能影響很(hen)大。為了保(bǎo)證表面質(zhi)量,對🏃有特(tè)殊要求的(de)材料采用(yong)剝皮工藝(yì),将表層去(qù)掉0.1mm。對0.5mm深度(dù)的缺陷采(cai)用渦流探(tan)傷。對拔絲(si)過程表面(miàn)産生的凹(āo)凸不平,可(kě)用電解研(yán)磨🚶,使表面(miàn)粗糙度降(jiàng)到 =(6.5~3.4) m。
(6)不鏽鋼(gang)絲的發展(zhǎn) 近年來國(guo)外不鏽彈(dàn)簧鋼絲生(shēng)産發展較(jiao)快。國内需(xū)求量增大(dà)的品種主(zhu)要為1Cr18Ni9和0Cr17Ni7AI。
先(xian)進的鋼絲(sī)生産工藝(yi)流程特點(diǎn)是盤條首(shǒu)先剝皮✔️處(chù)理🔴,去除熱(rè)加工在表(biǎo)面造成的(de)缺陷,除第(dì)一次固🏃♀️溶(róng)處理後要(yào)進行酸洗(xǐ)外,整個冷(leng)加工過程(cheng)均保持🤞光(guang)亮表面。
随(sui)着工藝的(de)發展,不繡(xiù)鋼絲生産(chǎn)流程進一(yi)步簡化,将(jiāng)部分原屬(shǔ)金屬制品(pin)行業質量(liàng)控制簡化(hua),轉換為對(duì)盤條質量(liang)的要求。在(zài)粗拉絲機(jī)後,應用清(qīng)潔球擦💰拭(shì)和水中清(qing)洗,去除表(biao)面塗層和(he)殘餘潤滑(huá)膜。在光亮(liàng)熱處理前(qian)配備電解(jiě)酸洗、堿中(zhong)和、水沖洗(xi)和烘幹裝(zhuāng)置,徹底去(qù)除鋼絲表(biao)面油污,改(gai)善表面質(zhi)量。
(7)形狀記(jì)憶合金的(de)開發 目前(qián)在彈簧方(fang)面有應用(yòng)前途的單(dan)💁向形狀記(ji)憶合金,以(yi)50Ti和50Ni性能最(zui)好。形狀記(jì)憶合金制(zhi)成的彈簧(huáng),受溫度的(de)作用可伸(shēn)縮。主要用(yòng)于恒溫、恒(héng)載荷、恒❌變(biàn)形量的控(kòng)制系統中(zhōng)🔞。由于是靠(kào)彈簧伸縮(suo)推🌈動執行(hang)機構,所以(yi)彈簧的工(gong)作應力變(biàn)化較大。
(8)陶(táo)瓷的應用(yong) 陶瓷的彈(dan)性模量高(gao),斷裂強度(du)低,适用于(yu)變形🙇🏻不大(dà)的地方。目(mù)前正在開(kāi)發的有耐(nài)熱、耐磨、絕(jue)緣🚶♀️性好的(de)陶瓷,應用(yòng)的✌️有超塑(sù)性鋅合金(jin)(SPZ),在常溫下(xià)具有高的(de)強度。另外(wài),還有高強(qiang)度的氮化(hua)矽,能耐高(gao)溫,可達㊙️1000℃。但(dan)陶瓷彈簧(huáng)不适用于(yú)在沖擊載(zǎi)荷下工作(zuò)。
(9)纖維增強(qiáng)塑料在彈(dàn)簧中應用(yong) 玻璃纖維(wei)增強塑料(liào)(GFRP)闆簧在👉英(yīng)、美和日本(ben)等國已廣(guǎng)泛應用,除(chu)用于橫置(zhi)懸架外,還(hai)可用于特(te)殊輕型車(che)輛,如賽車(che)的縱置懸(xuán)❌架。目前☔又(yòu)研制成功(gōng)了碳素纖(xiān)維增強塑(su)料(GFRP)懸架彈(dan)簧,比金屬(shu)闆簧要輕(qīng)20%。
關鍵詞:彈(dan)簧
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