彈簧材料的選擇和彈簧的熱處理強化工藝技術

2021-6-8

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彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件。用彈性材料制成的零件在外力作用下發生形變，除去外力后又恢復原狀。亦作“ 彈簧 ”。一般用彈簧鋼制成。彈簧的種類復雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等。

彈簧材料的選擇，應根據彈簧承受載荷的性質、應力狀態、應力大小、工作溫度、環境介質、使用壽命、對導電導磁的要求、工藝性能、材料來源和價格等因素確定。

在確定材料截面形狀和尺寸時，應當優先選用國家標準和部頒標準所規定的系列尺寸，盡量避免選用非標準系列規格的材料。

中、小型彈簧，特別是螺旋拉伸彈簧，應當優先用經過強化處理的鋼絲，鉛浴等溫冷拔鋼絲和油淬火回火鋼絲，具有較高的強度和良好表面質量，疲勞性能高于普通淬火回火鋼絲，加工簡單，工藝性好，質量穩定。

彈簧的熱處理強化工藝技術

　1:保護氣氛熱處理。在我國，線材小于 15mm的彈簧、油淬火回火鋼絲及韌化處理鋼的熱處理都采用了保護氣氛熱處理。保護氣氛熱處理能夠消除表面脫碳和氧化，提高材料的表面質量。

　2:感應加熱或保護氣氛感應加熱熱處理。這項工藝一般在螺旋彈簧成形前的線材上進行，有些彈簧工廠把線材料熱處理和彈簧制作放在一起以降低成本。感應加熱處理具有較好的強化效果，感應加熱速度快，有助細化晶粒和減少表面脫碳，可以充分發揮和提高材料的強度和韌性。

　3:表面氮化熱處理工藝技術。近年來，高應力氣門彈簧或其他高應力離合器彈簧為了達到可靠的疲勞壽命，也采用表面氮化工藝技術，現在比較先進的工藝是低溫氣體氮化技術，一般氮化溫度為（450～470）℃，氣體氮化時間為（5～20）h。

彈簧的噴丸強化工藝

　1:組合噴丸工藝技術。組合噴丸，一般也稱多次噴丸工藝。大多數經濟的工藝是采用二次噴丸。通過采用不同直徑的丸粒噴丸來實現。第一次采用較大丸粒來獲得殘余壓應力和表面光潔度。

　2:應力噴丸工藝。應力噴丸工藝也是一項比較經典的噴丸工藝，只是因為難以應用于大批量生產，但近年來由于應力噴丸設備的快速發展，在高應力汽車懸架彈簧大批量生產中得到了較大發展。特別是應力強化噴丸與其他噴丸工藝的組合應用具有很好的強化效果。應力噴丸的預應力一般設定在（700～800）MPa，經應力拋丸后，殘余應力的峰值可以達到（1200～1500）MPa，從而得到高的抗疲勞強度。

　3:彈簧的熱強壓工藝熱強壓工藝主要應用在要求高的抗永久變形量的螺旋彈簧上，是作為高級的防永久變形的穩定化處理工藝。熱強壓工藝除可以顯著提高抗永久變形外，還可以提高疲勞壽命。