熱處理鋼帶用以制造彈簧或類似彈簧性能零件的鋼類。具有高的彈性極限﹑疲勞極限(尤其是缺口疲勞極限)以及一定的衝擊韌性和塑性﹐主要在衝擊﹑震動(dòng)等動(dòng)載荷或長(zhǎng)期週期性交變應(yīng)力的條件下使用。所以在各種狀態(tài)下工作的彈簧都要有良好的表面質(zhì)量和較高的抗疲勞性能。在工藝性能上﹐需經(jīng)淬火﹑回火的熱處理鋼帶﹐應(yīng)具有一定的淬透性﹐不易脫碳﹐過熱敏感性低和塑性較高﹐在熱狀態(tài)下易于成形。製造小尺寸彈簧用的鋼絲要有均勻的硬度和一定的塑性。 類別熱處理鋼帶按生產(chǎn)方法﹐可分為熱軋熱處理鋼帶和冷拉(軋)熱處理鋼帶。熱軋熱處理鋼帶包括製造螺旋彈簧﹑扭力桿用的圓鋼或梯形鋼和製造板簧的扁鋼﹔冷拉(軋)熱處理鋼帶包括製造小規(guī)格螺旋彈簧的冷拉鋼絲和製造發(fā)條以及各種彈簧片的冷軋鋼帶。合金熱處理鋼帶中通常含錳﹑硅﹑鉻﹑鉬﹑鎢﹑釩和微量的硼﹐這些合金元素都可提高鋼的淬透性﹐錳和硅固溶入鐵素體中﹐可提高屈服強(qiáng)度。鉻﹑鎢﹑釩可以提高鋼的彈性極限﹑屈強(qiáng)比和耐熱性。按所含合金元素﹐常用的熱處理鋼帶可分為以下幾種﹕ 碳素?zé)崽幚礓搸r(jià)格低廉﹐用途廣泛。如表面狀態(tài)和熱處理組織相同﹐疲勞極限并不低于合金熱處理鋼帶。缺點(diǎn)是淬透性和屈服強(qiáng)度較低﹔截面較大的彈簧﹐油淬時(shí)不能淬透﹐水淬時(shí)容易開裂。如增加含碳量﹐雖能提高強(qiáng)度和彈性極限﹐卻會(huì)降低衝擊韌性和塑性﹐尤其是降低低溫韌性。中國(guó)的碳素?zé)崽幚礓搸в?5﹑70﹑75﹑85四個(gè)鋼號(hào)。 單純含錳熱處理鋼帶如65Mn﹐錳含量為0.90～1.20%。增加錳含量可提高鋼的淬透性和強(qiáng)度﹐減小脫碳傾向﹔缺點(diǎn)是有過熱敏感性和回火脆性﹐且易產(chǎn)生淬火裂紋﹐所以只適于製造各種小尺寸扁彈簧﹑圓彈簧。 硅錳熱處理鋼帶是主要的熱軋合金熱處理鋼帶種﹐中國(guó)有55Si2Mn﹑60Si2Mn﹑60Si2MnA﹑70Si3MnA四個(gè)鋼號(hào)。硅含量為1.50～2.80%﹐錳含量為0.60～0.90%。鋼中加硅可顯著提高彈性極限和屈強(qiáng)比﹐提高回火穩(wěn)定性﹔但易形成硅酸鹽等夾雜物﹐增加脫碳敏感性。鋼中碳和硅的含量均較高時(shí)﹐碳易于石墨化。這類鋼廣泛用于製作汽車﹑拖拉機(jī)﹑機(jī)車上的減震板簧和螺旋彈簧﹐以及要求承受較高應(yīng)力的彈簧。 含鉻熱處理鋼帶在國(guó)際上很通用﹐中國(guó)有50CrMn和50CrVA兩個(gè)鋼號(hào)。50CrMn由于含有1%左右的鉻和錳﹐有較高的淬透性﹐脫碳傾向小﹔缺點(diǎn)是鉻和錳均加重回火脆性的傾向﹐回火后需快冷﹐多用以製造截面較大的和較重要的板簧和螺旋彈簧。50CrVA鋼具有良好的淬透性﹔加釩能細(xì)化組織﹐不易過熱﹐并可提高鋼的強(qiáng)度﹑韌性﹐降低缺口敏感性。這種鋼脫碳傾向小﹐低溫衝擊韌性好﹐在較高溫度下工作時(shí)﹐性能也較穩(wěn)定﹐主要用于製造氣門彈簧﹑安全閥彈簧和在較高溫度下工作的彈簧。在50CrVA鋼的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加其他合金元素﹐能取得比上述兩種熱處理鋼帶更好的力學(xué)性能和淬透性。 硅含量為1.40～1.80%﹑鉻含量為0.90～1.20%﹑釩含量為0.10～0.20%的60Si2CrVA鋼﹐具有高的淬透性和低的過熱敏感性﹐在塑性指標(biāo)相近時(shí)抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高于硅錳熱處理鋼帶﹐主要用于製作承受高應(yīng)力的彈簧。 含鎢熱處理鋼帶65Si2MnWA鋼的鎢含量為0.80～1.20%﹐與60Si2CrVA鋼一樣﹐可用于製作承受高載荷的和耐熱(≦350)﹑耐衝擊的彈簧。合金含量較高的30W4Cr2VA鋼是一種高強(qiáng)度耐熱熱處理鋼帶﹐有高的淬透性﹐主要用于製造低于500條件下使用的控制閥簧。上述幾種鋼的生產(chǎn)工藝較復(fù)雜﹐價(jià)格較高。 在高溫條件下工作的彈簧﹐可選用耐熱鋼和耐熱合金﹔在腐蝕介質(zhì)工作的彈簧﹐應(yīng)按介質(zhì)的性質(zhì)(氧化性﹐還塬性)選用相應(yīng)牌號(hào)的不銹鋼。 |
