汽车弹簧材料的选择,应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。
在确定材料截面形状和尺寸时,应当优先选用***标准和部颁标准所规定的系列尺寸,尽量避免选用非标准系列规格的材料。
中、小型弹簧,特别是螺旋拉伸弹簧,应当优先用经过强化处理的钢丝,铅浴等温冷拔钢丝和油淬火回火钢丝,具有较高的强度和良好表面质量,疲劳性能高于普通淬火回火钢丝,加工简单,工艺性好,质量稳定。
碳素弹簧钢丝和琴钢丝冷拔后产生较大的剩余应力,加工弹簧后,存在较大的剩余应力,回火后尺寸变化较大,难以控制尺寸精度。而且,如果损坏了表层,所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种"钝化膜",继续起保护作用。油淬火回火钢丝是在钢丝是在钢丝拉拔到规定尺寸后进行调制强化处理,基本上没有剩余应力存在,成型弹簧后经低温回火,尺寸变化很小,耐热稳定性好于冷拔强化钢丝。
大中型弹簧,对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔材或冷拔后磨光钢材。对于载荷精度和应力较低的弹簧,可选用热轧钢材。
蜗卷螺旋弹簧与圆锥螺旋弹簧的作用相似,它承受压力吸收的能量大,由于制造困难,仅用于受空问限制的特殊情况。我们可以通过设计,生产技术和原材料为客户提供***i高质量的产品。平面蜗卷弹簧圈数较多,变形量较大,能储存较大的能量,多用于压紧弹簧和仪器仪表中的储能元件。)板弹簧可用单片弹簧钢板或多片叠加而成,其缓冲和减振性能好,尤其是多板弹簧的减振性能强,主要用于汽车、拖拉机和铁道车辆的悬挂装置。不等节距螺旋弹簧主要用于摩托车及小型客车的悬架弹簧和高速发动机气门弹簧等。在同一件弹簧上同时既能满足变形量小时刚度小,又能满足变形量大时刚度大的要求。不等节距弹簧恰好能满足这些特殊要求。不等节距螺旋弹簧示意图如下图所示。
异形弹簧是形状不规则的弹簧,以实现特殊的弹力运用。氢脆---弹簧在电镀或酸洗后,若没有进行适当的氢处理,将引起弹簧钢因变脆而失效,但是有色金属的泵阀门弹簧却不受此影响。异形弹簧包括异形压缩弹簧,异形拉伸弹簧、异形扭转弹簧等各种异形弹簧。SPEC异形弹簧是美国联合弹簧公司生产的弹簧品牌,美国联合弹簧是源自1857年的弹簧制造商。SPEC异形弹簧一个世纪以来在***中异形弹簧市场占有地位,品质以性能稳定而。SPEC异形弹簧凭借其的材料技术,使用寿命长等特点,在***的汽车、工程机械、印刷机械、纺织设备等行业等到了广泛的应用。
随着工业产品的增加弹簧产品也变的丰富起来,弹簧用量的逐渐增加了,弹簧相关的技术也慢慢成熟起来。如何增加弹簧寿命是弹簧生产企业所需面临的问题。
(1)形变热处理
形变热处理是将钢的变形强化与热处理强化两者结合起来,进一步提高钢的强度和韧性。按照GB1239规定,普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时,应对切变模量进行修正,其公式为:Gt=KtG式中G——常温下的弹性模量。形变热处理有高温、中温和低温之分。高温形变热处理是在稳定的奥氏体状态下产生形变后立即淬火,也可与锻造或热轧结合起来,即热成型后立即淬火。60Si2Mn钢制造的汽车板簧,经高温形变热处理(930℃ 热性变量18%,油淬)后,采用650℃×3.25min的高温快速回火,其强度和疲劳寿命都得到很大提高。
(2)弹簧的等温淬火
对于直径较小或淬透性足够的弹簧可采用等温淬火,它不仅能减少变心,而且还能提高强韧性。在等温淬火后再进行一次回火,可提高弹性极限,回火温度与等温淬火温度相同。
(3)喷丸处理
喷丸处理是目前应用广泛的改善弹簧表面质量的方法之一。首先,压力弹簧的材质,压力弹簧一般会选择碳素钢、一般合金钢、琴钢丝、不锈钢钢丝、高温合金等金属材料,也有的用塑料等特殊材料,材料会影响到弹性系数k。弹簧要求有较高的表面质量,划痕、折叠、氧化脱碳等表面缺陷往往会成为弹簧工作时应力集中的地方和疲劳断裂源。若用细小的钢丸高速喷打弹簧表面,进行喷丸处理,不仅改善弹簧表面质量,提高表面强度,使表面处于压应力状态,从而提高弹簧疲劳强度和使用寿命。
(4)弹簧的松弛处理
弹簧长时间在外力作用下工作,由于应力松弛,会产生微量的(塑性)变形,特别是高温工作的弹簧,在高温下应力松弛现象更为严重,使弹簧的精度降低,这对一般精密弹簧是不允许的。吸收振动和冲击能量,如汽车、火车车厢下的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等。因此,这类弹簧在淬火、回火后应进行松弛处理。热处理工艺:对弹簧预先加载荷,使其变形量超过弹簧工作时可能产生的变形量。然后在高于工作温度20℃的条件下加热,保温8~24h。
(5)低温碳氮共渗
对于卷簧采用回火与低温碳氮共渗(软氮化)相结合工艺,能显着提高弹簧的疲劳寿命及耐蚀性。