quotquotquotquot第十三篇弹簧钢丝生产工艺技术第一章国内外重要用途弹簧钢丝发展状况弹簧是一种常用的弹性工作元件，也是各种机械设备和仪器仪表上的基础零件。它在周期性弯曲、扭转交变应力下工作，能产生较大的弹性变形，因而能把机械能或动能转变成变形能，或把变形能转变为动能、机械能。它适用于缓冲或减震、机械的储能以及控制运动方向(如气门、离合器、制动器、调节器)。弹簧在各种工业领域及人们日常生活中具有无法取代的作用。各种机械、电器、仪器、仪表离不开弹簧，一辆轿车上弹簧的种类就有上百种。家庭中的弹簧更是不计其数，只要用电池就要用弹簧。从尺寸和重量上看，小弹簧只有米粒大小，而大弹簧的重量有几十公斤;价值上，别针只值几分钱，而航天飞行器上的专用弹簧价值几万元。制造弹簧的主要原料是弹簧钢丝。在线材制品生产中，弹簧钢丝无论在产品数量上还是品种上都占有很重要的地位。数量上占优质钢丝产量的一半以上，品种上按不同的生产工艺、化学成分和用途可分为quot余种。按生产工艺可分为冷拉、退火、油回火;按化学成分可分为碳素、合金、不锈钢;按用途可分为非机械弹簧、机械弹簧、气门弹簧。既能制造普通弹簧，也能制造高级重要弹簧。在使用上能适应低温、中温和高温工作环境，还能用于静载荷或动载荷。其产量之高、品种之多、用途之广，是其他钢丝品种无可比拟的。使用中对弹 数据加密网关簧的要求是尺寸精度高，抗松弛性能好，疲劳强度高，能够在应力负荷下不产生松弛，并且在规定的疲劳周期内不会出现早期失效。这就对弹簧钢丝的力学性能，主要是弹性和韧性，提出了相应的要求。??quot??第一章国内外重要用途弹簧钢丝发展状况第一节弹簧钢丝的力学性能弹簧钢丝的力学性能本质上是由加工工艺决定的，其次是由材料中的碳和锰含量以及材料规格决定的。弹簧钢丝的应用多半需要卷成螺旋弹簧，延展性是至关重要的。抗拉强度本身并不重要，但它是弹性极限的可靠度量，是弹簧应用中的一个控制因素。硬度值也没:什么直接意义。在一般情况下抗拉强度越高，硬度值也越高，但是它们之间没有直接比例关系。硬度试验例如洛氏试验在细圆钢丝上是行不通的，因为难于准确地试验，试验结果对任何圆钢丝都是不可靠的。对各种规格上千次试验的相关分析导出了一条强度随规格变化的经验曲线。图quot展示了所谓级油回火钢丝对应强度的基本曲线，级具有高弹性与合适的可加工性之间最为有利的平衡。虽经过多年的工作对实际数据进行过修正，但是曲线的基本模样没有变化。图quot油回火级机械弹簧钢丝抗拉强度与规格的关系曲线在弹簧的应用性能中，与弹性同样重要的是钢丝在卷簧成型操作中的可加工性。虽然在拉伸试验中使用了韧性的度量，例如伸长率和断面收缩率，在一定程度上能代表可加工性，但是更好的评价方法是弯曲或缠绕试验。在正常检验中，直径amp’’以下的圆钢丝是
在等于其自身直径的芯棒上进行缠绕的。对于超过amp’’直到’’直径的钢丝，标准规定是倍于钢丝直径的芯棒。直径超过’’，标准中没有规定，如果好做，就该以quot倍于钢丝直径的芯棒进行试验。在实际工厂实践中，很少进行缠绕，但是进行围绕适当????第十三篇弹簧钢丝生产工艺技术直径弯芯的quotampquot的弯曲试验。’的最新版本反映出这种情况，规定只有直径小于等于quot-.quot//的钢丝才进行缠绕试验。但是应该说，最能反映弹簧钢丝可加工性的还是缠绕试验。测量气门弹簧用油回火钢丝韧性常用的一个附加试验是扭转试验。可以是单向扭转(仅在一个方向)，或者在一个方向扭转一定圈数后在相反方向上扭转到破坏。但是，这个试验与其说是测量韧性，还不如说是检查坚固性和表面质量。通条力学性能的一致性非常重要，例如盘0重的直径
//钢丝，长1quotquot/，各处的力学性能要均匀一致。当卷簧时，自动卷簧机的导辊要每毫米每毫米地使钢丝产生均匀变形，如果钢丝通条性能好，则一次调整卷簧机可连续把一盘钢丝加工完;若通条性能不好，则需要反复调整卷簧机参数;要是钢丝有缺陷的话，还会造成卷簧机零部件的损坏。在机械弹簧领域，疲劳性能即承受反复负荷而不失效的能力在大多数使用环境中是很重要的。在这方面，油回火气门弹簧钢丝当然获得了最高的评价，因为它从炼钢操作起就执行了专门的工艺。在商品弹簧钢丝中，油回火钢丝显示的疲劳性能优
中央控制于冷拉钢丝，但细规格的琴(弹簧)钢丝可能例外。疲劳性能既可以用规定循环周期内不出现失效的极限应力来度量，也可以用给定应力水平下的循环次数来度量。因为这些衡量标准受工作周期内应力范围的影响，所以不能给出简单的数据来描述。以下按照生产工艺的不同来介绍常用的弹簧钢丝的发展，主要有冷拉弹簧钢丝和油回火弹簧钢丝。第二节冷拉弹簧钢丝冷拉弹簧钢丝一般要经过铅淬火处理获得极细的片状珠光体(又叫索氏体)具有优异的拉拔性能，经多次拉拔后可达到需要的尺寸规格和力学性能。由于冷拉弹簧钢丝的生产历史悠久以及成本较低，至今在弹簧行业仍占有较大的市场份额。其中琴钢丝尺寸精度高、综合性能好，尤其在细规格领域能够胜于油回火钢丝。随着高线盘条的出现，索氏体量达quot2以上，如果强度合适的话，可以不进行铅淬火处理而直接拉拔，减面率能够达到quot2。??quot??第一章国内外重要用途弹簧钢丝发展状况磨光弹簧钢丝是冷拉后进行矫直和磨光，以消除钢丝表面的脱碳等缺陷，从而使疲劳寿命明显提高。日本采用盘条剥皮以及矫直磨光的方法生产琴钢丝。第三节油回火弹簧钢丝各种油回火钢丝的生产过程都是采用类似的连续热处理设备进行的。即将钢丝冷拉到所需尺寸后，通过加热到淬火温度，获得奥氏体组织，然后淬火为马氏体，再回火获得叫做屈氏体的回火马氏体组织。最初的油回火弹簧钢丝以碳素钢为主，后来出现了低合金钢。低合金钢在保持足够韧性的情况下
粘滞阻尼系数液态金属机器人具有非常高的强度和弹性，在温度升高时仍具稳定性。欧洲通常只使用quot合金钢，因为其表面质量优于quot合金钢，而且quot钢的表面脱碳和表面缺陷敏感性低。即使如此，气门簧失效的主要原因依然是表面缺陷。随着剥皮技术的发展，表面缺陷问题解决了，于是失效由表面转移到内部的非金属夹杂物。气门簧工作温度的升高引起了从quot钢向quot钢的转移。不仅由于quot钢强度更高，而且由于含量高具有抗热性能。另外，硅合金钢具有更良好的高应力立定性能，因而形成了逐步取代quot合金钢的趋势，这类钢以amp’为代表。amp’是美国汽车工程师协会的简称，代表铬硅钢，代表平均含碳量。第四节重要用途弹簧钢丝重要用途弹簧钢丝是指能够制作气门弹簧的钢丝。对于碳素弹簧钢丝，原料常常是-.，相对一般用途来说，成品检验增加了脱碳层，表面质量和扭转值的要求都更加严格。在重要用途弹簧钢丝领域，低合金钢介入油回火生产已经占有很大比例。部分原因是冷卷簧设备的开发与普及，其综合经济效益得到用户的认可。对于合金弹簧钢丝，我国现行产品标准分为非油回火处理、阀门用非油回火处理和阀门用油回火处理/类。美国合金弹簧钢丝标准按钢种设立，每一个标准都包括冷拉和??001??第十三篇弹簧钢丝生产工艺技术油回火两部分。其中以油回火部分为主，规定明确，要求严格;而对冷拉部分要求较松。这说明了合金弹簧钢丝油回火状态供货的大趋势。日本弹簧钢丝标准中没有冷拉状态供货
的合金弹簧钢丝标准，这主要是因为日本的油回火弹簧钢丝的生产与使用很普遍，弹簧制造厂可以直接用油回火钢丝制造弹簧省去淬火—回火工序，有较高的经济效合金加工
