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一 定义
弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性,而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力,即在规定的范围之内,弹性变形的能力使其承受一定的载荷,在载荷去除之后不出现永久变形。
弹簧钢应具有优良的综合性能,如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能,又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。为了满足上述性能要求,弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。
根据《钢分类》标准,按照基本性能及使用特性一,弹簧钢属于机械结构用钢;按照质量等级,属于特殊质量钢,即在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的钢。按照我国习惯,弹簧钢属于特殊钢
二 分类
.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。
2.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。
弹簧钢概述
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。
热处理:弹簧钢要求较高的强度和疲劳极限,一般在淬火+中温回火的状态下使用,以获得较高的弹性极限。热处理工艺技术对弹簧内在质量有着至关重要的影响。因此,如何进一步提高弹簧疲劳寿命,需进一步研究,尤其是化学表面改性热处理、喷丸强化等都对弹簧疲劳寿命产生重要影响。为进一步强化气门弹簧的表面强度、增加压应力、提高疲劳寿命,气门弹簧成形后,要进一步经过渗氮、低温液体碳氮共渗或硫氮共渗处理,然后经喷丸强化。例如,日本将f4mm的si-cr油淬钢丝经450℃×4.5h低温体碳氮共渗与经400℃×15min中温回火进行对比,其疲劳极限可提高240mpa。氮的渗入,不仅消除了脱碳的不良影响,而且还提高了残余压应力,同时经渗氮和低温液体碳氮共渗的气门弹簧高温强度提高,150℃时的变形量为0.2％(规定值为0.5％),250℃的变形量为0.56％,提高了气门弹簧的热稳定性和抗松弛稳定性,但渗氮和液体碳氮共渗时间应严格控制,否则会形成网状硫化物和网状氮化物,反而会降低其疲劳强度。 气门弹簧提高强度的方法还可以选择喷丸,经生产实践表面气门弹簧喷丸可用两种丸粒,一种直径为0.8mm,其显微硬度为720hv0.2,另一种直径0.25mm,其显微硬度为800hv0.2,三次喷丸可达到较好的强化效果,又可使表面质量得到改善
根据该65mn弹簧钢对中装置存在的问题及现场要求, 在原有液压系统的基础上进行改造设计。使伺服缸油路可以切换到原系统的油路上。在原来的对中装置油路上增加精密过滤器, 以保证进入伺服阀和伺服油缸的油液的清洁度, 并保护整个伺服系统的油路清洁。改造后的带钢对中装置的液压系统如图1所示。
相应的动作。旁置过滤冷却系统16由抗污染能力强的螺杆泵、带有污染发讯装置的精密过滤器、冷却风扇和安 全阀组成。冷却风扇的起、停由温控器来控制, 以使伺服系统工作在合适的温度范围内。在65mn弹簧钢对中装置的前部安 装有带宽检测光栅
用以检测65mn弹簧钢的实际宽度w1。伺服缸9的活塞杆伸出端上安 装mts磁致伸缩式位移传感器, 其检测精度可以达到±01025 mm, 用以检测夹辊的实际位置w2。控制器采用moog公司的mcs伺服控制器, 其具有柔性的硬件平台,高精度的模拟量输入输出通道及很高的闭环控制精度, 很容易做到高精度的位置随动控制
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