弹簧的材料、选材与制造 1 弹簧材料为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 图20-2 碳素钢丝直径与强度的关系表20-2 主要弹簧材料及其许用应力 类别 代号 许用扭应力[tT] 许用弯曲应力[σb]/MPa 切变模量G/GPa 弹性模量E/GPa 推荐使用温度°C 特性及用途 Ⅰ类弹簧 Ⅱ类弹簧 Ⅲ类弹簧 Ⅰ类弹簧 Ⅱ类弹簧 钢丝 碳素弹簧钢丝Ⅰ,Ⅱ,Ⅱa,Ⅲ 0.3σb 0.4σb 0.5σb 0.5σb 0.625σb 81.5～78.5 204～202 - -40～120 强度高，性能好，适于做小弹簧 60Si2Mn60Si2MnA 471 627 785 785 981 78.5 197 45～50 -40～200 弹性好，回火稳定，易脱碳，适于做受大载荷的弹簧 65Si2MnWA60Si2CrVA 560 745 931 931 1167 47～52 -40～250 强度好，耐高温，弹性好 30W4Cr2VA 442 588 735 735 920 43～47 -40～350 高温强度好，淬透性好。 50CrVA 45～50 -40～210 高疲劳强度，淬透性和回火稳定性好 不锈钢 1Cr18Ni9Ti 324 432 540 540 677 71.5 193 - -250～300 耐腐蚀，耐高温，适于做小弹簧 4Cr13 442 588 735 735 920 75.5 215 48～53 -40～300 耐腐蚀，耐高温，适于做大弹簧 Co40CrNiTiMo 500 666 834 834 1000 76.5 197 = -40～500 耐腐蚀，高强度，无磁，低后效，高弹性 青铜丝 Qsi-3 265 353 442 442 550 40.2 93 HB90～120 -40～120 耐腐蚀，防磁好 QSn4-3 39.2 Qbe2 353 442 550 550 735 42.2 129.5 37～40 耐腐蚀，防磁，导电性及弹性好 注：1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N106；Ⅱ类N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N103。2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。3.弹簧的工作极限应力tlim：Ⅰ类￡1.67[t]；Ⅱ类￡1.25[t]；Ⅲ类￡1.12[t]。4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，4mm取下限。 2 材料选择 弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。 3 弹簧制造 螺旋弹簧的制造工艺过程如下： ①绕制； ②钩环制造； ③端部的制作与精加工； ④热处理； ⑤工艺试验等，对于重要的弹簧还要进行强压处理。 弹簧的绕制方法分冷卷法与热卷法两种。 （1）冷卷法：簧丝直径d≤8mm的采用冷卷法绕制。冷态下卷绕的弹簧常用冷拉并经预先热处理的优质碳素弹簧钢丝，卷绕后一般不再进行淬火处理，只须低温回火以消除卷绕时的内应力。 （2）热卷法：簧丝直径较大（d8mm）的弹簧则用热卷法绕制。在热态下卷制的弹簧，卷成后必须进行淬火、中温回火等处理。对于重要的弹簧，还要进行工艺检验和冲击疲劳等试验。为提高弹簧的承载能力，可将弹簧在超过工作极限载荷下进行强压处理，以便在簧丝内产生塑性变形和有益的残余应力，由于残余应力的符号与工作应力相反，因而弹簧在工作时的最大应力（见图所示）比未经强压处理的弹簧小。 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，应当优先选用国家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。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。 钢板弹簧一般选用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌号的扁钢。 螺旋弹簧的材料截面，应优先选用圆形截面。正方形和矩形截面材料，承受能力较强，抗冲击性能好，又可使弹簧小型化，但材料来源少。且价格较高，除特殊需要外，一般尽量不选用这种材料。近年来，研制用圆钢丝轧扁代替梯形钢丝，取得了很好的效果。 在高温下工作的弹簧材料，要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力。 弹簧的工作温度升高，弹簧材料的弹性模量下降，导致刚度下降，承载能力变小。因此，在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率（值），计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。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；Gt——工作温度t下的切变模量；Kt——温度修正系数按表2—98选取。 在低温下使用的弹簧材料，应具有良好的低温韧性。碳素弹簧钢丝、琴钢丝和1Cr18Ni9等奥氏体不锈钢弹簧钢丝、铜合金、镍合金有较好的低温韧性和强度。 在低温下，材料的脆性对表面缺陷十分敏感，因此，对材料表面质量应严格要求。 在低温下，环境介质对材料腐蚀程度比在温室下小得多，而镀镉和镀锌易引起冷脆。 在低温下，材料的弹性模量和膨胀系数变化不大，在设计中可以不考虑。 弹簧钢制作的弹簧，硬度（即强度）的选用应依据弹簧承载性质和应力大小而定。但是，硬度高低与平面应变断裂韧性关系极大。 从曲线关系可以看出，随着硬度增加，平面应变断裂韧性（KIC）值显著下降。这就是说在确定弹簧的硬度硬度值时，应本着在满足弹簧特性要求的前提下，弹簧的硬度值偏低一些好。 弹簧选材时，要注意钢材的淬透性。弹簧材料截面是否淬透以及淬透的程度，对弹簧质量关系极大。 以弹簧本身作导体的电器弹簧或在湿度变化不定的条件下，如水（包括海水）、水蒸气环境中工作的弹簧，一般选用铜和金材料。 在酸类接触极其他腐蚀介质下工作的弹簧，一般选用不锈耐酸钢或镍合金等耐蚀材料。在一般环境介质条件下使用的弹簧，选用普通弹簧钢，制成弹簧后在其表面进行防锈涂覆或电镀（镀锌、镀镉、镀铜）的方法防蚀。 在衡器和仪表中使用的弹簧，为了满足其精度不受温度变化的影响，一般选用弹性模量和膨胀系数变化极小的恒弹性合金。 在要求质轻、绝缘、防碰、防锈蚀等特殊用途的弹簧，可选用增强塑料。目前，较为适用的塑料弹簧，是用环氧树脂、酚醛树脂为基体，用玻璃纤维增强的热固增强塑料GFRP。也可选用防振橡胶制造各种类型的橡胶弹簧。 日本冷成型弹簧钢丝浅述 日本冷成型弹簧钢丝浅述一、冷成型弹簧钢丝分类 弹簧钢丝 1)冷拔钢丝：JISG3522琴钢丝(SWP－A、SWP－B、SWP－C、)  JISG3521高碳钢丝(SWA、SWB、SWC、)  JISG4314 弹簧用不锈钢丝(sus302－WPA、WPB、sus304－WPA、WPB、sus316－WPA、su3631J1－WPC) 2)热处理钢丝：JISG3560 弹簧用碳素油淬火钢丝SWD－A、SWD－B  JISG3561 阀门弹簧用碳素油淬火钢丝SWD－V  JISG3565 阀门弹簧用铭钒油淬火钢丝SWDCV－V  JISG3566 阀门弹簧用硅铭油淬火钢丝 SWDSC－V  JISG3567 弹簧用硅锰油淬火钢丝 SWDSM－A、SWDSM－B、SWDSM－C  JSMA.NO.11 弹簧用硅铭淬火钢丝 SWDSC 二、琴钢丝和高碳钢丝 琴钢丝是由杂质元素(P、S、Cu)含量少的以及发纹脱碳等表面缺陷有严格规定 的线材生产的优质弹簧材料，通常用这种钢丝生 产精密弹簧。 高碳钢丝与琴钢丝比较，虽不要求严格的疲劳强度和弹簧特性，但与琴钢丝的差距 并不大。 三、油淬火钢丝 生产汽车阀门用弹簧钢丝有SWP－V、SWO－V、SWOCV和SWOSC－V。 近年来，随着发动机转数的高速化和使用温度高的高温化，对 淬火钢丝耐疲劳 性能、耐火性能又提出了更高的要求。 悬架簧向高应力，轻量化方向发展，目前传统材料50CWA、SUP12、SuP7、 SAE9259难以胜任1100Mpa以上应力，趋向淘汰而它们的替代品SAE9254TV、SRS60、UHS1900 UHS2000趋于广泛使用。 四、弹簧用不锈钢丝 弹簧生产对不锈钢丝也有严格的要求。除了应具有不锈耐蚀的特点外，现在要求不 锈钢丝应具有更高的抗拉强度，而疲劳寿命应 与琴钢丝相比美。沉淀硬化型不锈弹簧丝 具有更广泛的前景。而随着拉丝辅助材料的开发，使这一切正在逐步实现。 五、表面处理钢丝 1)各种镀层钢丝：  一般情况下弹簧成型后再度层，会影响弹簧的性能而采用先镀后拉生 产的钢丝可以在一定程度上减少这种情况。 2)现有镀层种类：  镀锌、镀镍、镀锡、镀铜、或混合镀等。 六、其它弹簧钢丝 马氏体时效处理钢丝 在发动机阀门弹簧中，发动机转数在高应力下超过1万次/时，就要求材料有较高的强耐热性能。但是当油淬火钢丝达不到这样的 要求时,可使用马氏体时效处理钢丝。经低温 氮化处理，对提高阀门弹簧的特性非常有效 1) 65、70、85 适当热处理后可得到较高的强度和弹性，还具有一定的塑性和韧性，对回火脆性不敏感。淬透性低，一般采用正火处理，小尺寸弹簧可采用淬火—回火处理。 65、70钢主要用于制造圆、方螺旋弹簧、尺寸较小的测力弹簧、柱塞弹簧、小型机械弹簧、汽门弹簧、弹簧圈。 85钢主要用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机和一般机械用的板簧 和螺旋弹簧。 淬火和回火钢丝可用于制造高应力弹簧。 2)65Mn强度较高、淬透性较好、脱碳倾向小，但有过热敏感性、易产生淬火裂纹、有回火脆性。 主要用于制造小截面的扁、圆弹簧、座垫弹簧、发条弹簧、汽门弹簧、油泵调速弹簧、柱塞弹簧、减震器和离合器簧片、制动弹簧等。捆淬火和回火钢丝用于制造高应力、气门弹簧。 ? 2合金弹簧钢 1)合金钢55Si2Mn具有较高的强度、弹性极限和抗弹减性能，回火稳定，陛好，加热不易过热，脱碳倾向较大。 主要用于制造铁道车辆、汽车拖拉机用的板簧、螺旋弹簧、车辆止回阀簧，及其他在高应力、变负荷条件卞下作的弹簧。 55Si2MnB、55Si2MnVB性能相近，因加入了微量硼从而提高了淬透性。 55Si2MnVB与60Si2Mn相比，因降低了硅含量，提高了锰含量，同时加入了微量钒和硼，从而具有较好的淬透性、较好的综合力学性能和较高的疲劳性能。钢的过热敏感性小、脱碳倾向小、回火稳定性高。 适用于制造中、小型汽车及其他中等截面尺寸的板簧和螺旋弹簧。 3）合金钢60Si2Mn、60Si2MnA具有较好的弹性，较高的屈服极限、强度极限、疲劳强度和抗松弛性能，工二艺性能稳定，适应性较强，可在苛刻的条件下工作，但淬透性不高。 广泛用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等用的板簧、螺旋弹簧、安全阀弹簧和重型机械的减震器，及承受变负荷和在高应力下工作的大型重要弹簧，仪器仪表弹簧等。 4）合金钢150Si2CrA、60Si2CrVA由于钢中加入了铬(和钒)，综合力学性能良好。与60Si2Mn相比，具有较高的抗拉强度、屈服强度，又有较好的冲击韧性，淬透性高，热处理工艺性能好。特别是60Si2CrVA的铬含量较高，又加入了钒，钢的弹性极限和高温强度较高，淬透性也有提高，过热敏感性显著降低，性能更好。因钢的硬度、弹性和强度高，所以卷制弹簧后应立即加热以消除残余应力，防止开裂。 适用于制造工作应力高，工作条件苛刻的重要用途的弹簧，最高使用温度为250℃的耐热弹簧和受冲击载荷的弹簧，大型螺旋弹簧和板簧、汽轮机汽封弹簧、调节阀簧、冷凝器支撑弹簧、矿山用破碎机用缓冲复位弹簧等。 5)合金钢55CrMnA、60CrMnA具有较高的强度、塑性和韧性，淬透性好，脱碳敏感性小，抗氧化、耐腐蚀性能好，热处理后的综合力学性能优良。 适用于制造承受载荷较高，截面尺寸较大的板簧、螺旋弹簧、 6)合金钢60CrMnMOA、60CrMnBA，60CrMnMoA是在60CrMnA的基础上加入钼。淬透性 是各牌号弹簧钢中最好的。60CrMnBA是在60CrMnA的基础上加入微量硼。淬透性这两个牌号弹簧钢的其他性能同60CrMnAo。适用于制造承受重载荷的重要弹簧、特大型弹簧。 7)合金钢55CrSiA抗松弛性高、淬透性好、抗氧化和耐腐蚀性能好，脱碳倾向小。适用于制造高级、重要的发动机气门弹簧、汽车悬挂螺旋弹簧等。 主要以油淬火和回火钢丝供应。 8）合金钢50CrVA具有良好的工艺性能和综合力学性能，淬透性好、回火稳定性高。由于加入了钒使晶粒细化，降低过热敏感性、提高钢的静强度和疲劳强度。因碳含量低，所以在相同的强度下有更高的塑性和韧性。 广泛用于航空和汽车工业。主要适用于制造发动机和内 燃机气门弹簧、喷油嘴弹簧、锅炉安全阀簧、轿车缓冲弹簧、大截面的受应力较高的螺旋弹簧以及扭杆弹簧等。 9)30W4Cr2VA高强度耐热弹簧钢。具有良好的室温和高温性能。强度高、淬透性好、高温抗松弛性能高、热加工性能好。 主要用于制造在500℃以下工作条件的耐热弹簧，如汽轮机十蒸汽阀弹簧、汽封弹簧片、锅炉安全阀弹簧和碟形弹簧等。 10)不锈弹簧用钢在工作环境有腐蚀介质时，则要求弹簧具有良好的耐腐蚀性能，应选合适的不锈钢作为制造弹簧用钢。根据对弹簧用钢的要求，选用的不锈钢主要有奥氏体型、马氏体型和沉淀硬化型。 奥氏体型，如1Cr18Ni9等。一般用于制造小截面弹簧，如仪表垫圈、挡圈等。 马氏体型，如3Cr13、4Cr13。强度较高，适于制造较大弹簧，耐高温，们不宜用于强腐蚀介质环境中。 沉淀硬化型，如0Cr17Ni7A1等。耐腐蚀性能与奥氏体不锈钢相近，但强度、硬度高，加工性好，耐高温。适用于制造形状复杂、表面要求高的耐腐蚀弹簧。 ? 3 其他弹簧用钢 除上述专用弹簧钢和不锈弹簧用钢外，为了满足对弹簧的不同需求，还选用其他钢类中的一些牌号作为弹簧用钢。大致有下列一些品种。 1)优质碳素钢，主要用于生产钢丝。适用于制造非机械用弹簧和一般机械用弹簧。 2)碳素用具钢，主要用于生产钢丝和冷轧钢带。钢丝适用于制造高应力、气门、乐器等重要用途弹簧和非机械用弹簧。 3)高速工具钢(W18Cr4V），主要用于制造工作温度高于500℃的弹簧，但最高允许工作温度为600℃ 弹簧的材料、选材与制造 1 弹簧材料为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 图20-2 碳素钢丝直径与强度的关系表20-2 主要弹簧材料及其许用应力 类别 代号 许用扭应力[tT] 许用弯曲应力[σb]/MPa 切变模量G/GPa 弹性模量E/GPa 推荐使用温度°C 特性及用途 Ⅰ类弹簧 Ⅱ类弹簧 Ⅲ类弹簧 Ⅰ类弹簧 Ⅱ类弹簧 钢丝 碳素弹簧钢丝Ⅰ,Ⅱ,Ⅱa,Ⅲ 0.3σb 0.4σb 0.5σb 0.5σb 0.625σb 81.5～78.5 204～202 - -40～120 强度高，性能好，适于做小弹簧 60Si2Mn60Si2MnA 471 627 785 785 981 78.5 197 45～50 -40～200 弹性好，回火稳定，易脱碳，适于做受大载荷的弹簧 65Si2MnWA60Si2CrVA 560 745 931 931 1167 47～52 -40～250 强度好，耐高温，弹性好 30W4Cr2VA 442 588 735 735 920 43～47 -40～350 高温强度好，淬透性好。 50CrVA 45～50 -40～210 高疲劳强度，淬透性和回火稳定性好 不锈钢 1Cr18Ni9Ti 324 432 540 540 677 71.5 193 - -250～300 耐腐蚀，耐高温，适于做小弹簧 4Cr13 442 588 735 735 920 75.5 215 48～53 -40～300 耐腐蚀，耐高温，适于做大弹簧 Co40CrNiTiMo 500 666 834 834 1000 76.5 197 = -40～500 耐腐蚀，高强度，无磁，低后效，高弹性 青铜丝 Qsi-3 265 353 442 442 550 40.2 93 HB90～120 -40～120 耐腐蚀，防磁好 QSn4-3 39.2 Qbe2 353 442 550 550 735 42.2 129.5 37～40 耐腐蚀，防磁，导电性及弹性好 注：1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N106；Ⅱ类N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N103。2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。3.弹簧的工作极限应力tlim：Ⅰ类￡1.67[t]；Ⅱ类￡1.25[t]；Ⅲ类￡1.12[t]。4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，4mm取下限。2 材料选择弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。3 弹簧制造螺旋弹簧的制造工艺过程如下：①绕制；②钩环制造；③端部的制作与精加工；④热处理；⑤工艺试验等，对于重要的弹簧还要进行强压处理。弹簧的绕制方法分冷卷法与热卷法两种。（1）冷卷法：簧丝直径d≤8mm的采用冷卷法绕制。冷态下卷绕的弹簧常用冷拉并经预先热处理的优质碳素弹簧钢丝，卷绕后一般不再进行淬火处理，只须低温回火以消除卷绕时的内应力。（2）热卷法：簧丝直径较大（d8mm）的弹簧则用热卷法绕制。在热态下卷制的弹簧，卷成后必须进行淬火、中温回火等处理。 对于重要的弹簧，还要进行工艺检验和冲击疲劳等试验。为提高弹簧的承载能力，可将弹簧在超过工作极限载荷下进行强压处理，以便在簧丝内产生塑性变形和有益的残余应力，由于残余应力的符号与工作应力相反，因而弹簧在工作时的最大应力（见图所示）比未经强压处理的弹簧小。 弹簧钢丝使用指导 弹簧钢丝使用指导（针对高碳钢弹簧，仅供参考） 1 弹簧的回火处理 弹簧回火的目的如下: 1)??????? 将材料的屈服强度提高到抗拉强度的90%左右，改善弹簧抗蠕变性能； 2)??????? 释放拉丝及卷簧过程造成的残余应力，改善疲劳性能及蠕变性能。 3)??????? 稳定弹簧形状（回火15-30分钟后弹簧外圈会缩到一个稳定水平）。 注意事项： 1)??????? 避免以提高温度缩短时间的方式进行弹簧回火处理； 2)??????? 硬度：随回火温度的升高，硬度稍微上升后就下降。疲劳性能最好的温度略低于硬度最大的温度； 3)??????? 缩径：碳钢弹簧回火时外径会缩小，所以卷簧时应预留一些尺寸； 4)??????? 弹簧回火色：回火色与温度和钢丝表面的残留物有关，颜色不均匀与温度分布或炉膛内的气流有关， 如果期望颜色均匀，要管理好炉子及装料方式；如果局部有油或指印，回火后会变色； 5)??????? 回火温度：一般采用的回火温度在250-280℃，如采用200-250℃处理钢丝，虽然可以提高强度，但 塑韧性也会损失，可导致拉簧做弯钩或扭簧弯腿时发生断裂； 6)??????? 压簧：锤打以后轻度低温回火可以减少变形； 7)??????? 拉簧：回火处理后初应力会有损失，设定偏差时应考虑允许损失量； 8)??????? 扭簧：卷簧后进行280℃回火处理，如卷簧后要再加工，低温回火温度为250℃； 9)??????? 拉簧的钩及扭簧的臂：回火后位置会变，如有准确位置要求，应掌握好变化量。 回火工艺： 回火工艺与弹簧的工作条件、弹簧特性需求及回火炉类型有关，以下是碳钢弹簧的常见回火工艺： 分类 要求疲劳性能好 静载或轻微动载应用 动载弹簧 300-350度/20-30分钟 200-350度/15-20分钟 静载弹簧 200-250度/20-30分钟 2 力学性能 拉伸弹性模量：205GPa 扭转弹性模量：79GPa 设计扭应力水平：40%（不适合动载弹簧的钢丝）和45%（适合动载弹簧的钢丝） 洛氏硬度：HRC31-60（与强度大致成对应关系） 3 安全和产品防护 搬运、堆垛和开卷时应注意安全，避免压伤、刺伤和弹伤。 搬运和储存时应小心防止产品磨擦损伤、变形和锈蚀，保持干燥。 4 环保 请恰当处置废弃包装物，支持废物再生和减少资源浪费，减少环境影响。 关于弹簧的注意事项 一、 一般常见的弹簧可分类为：拉伸螺旋弹簧、压缩螺旋弹簧、扭转螺旋弹簧三大类。 其中拉伸、压缩弹簧以量产居多，规格繁杂但适于稍加修改即可应用，如需要少量且不挑剔弹簧特性的话，在市面上容易购得但单价较高。 而专属机构零件使用者，大都是向专业弹簧制造厂订制；如果自己无法设计时，也能额外付费请制造商配合试做。 近年来业界采用CNC计算机控制式或机械式弹簧机械，以自动化、省力化生产，品质较为稳定。基于ISO及国际间对品质须要求逐渐提高，几乎所有弹簧制造商都能提出针对弹簧特性做测试的报告数据。 二、 特殊场合使用可分类为：迭板弹簧，扭杆，涡形弹簧，薄板弹簧，盘形弹片，波浪形弹片，弹簧垫圈，扣环，环形弹簧和其它异形弹簧。 此等弹簧为因应不同环境须要，承制厂商以手工或专用机械生产，全部是订制品且价格依数量而定，基本样品费是少不了。这般弹簧只有少数使用者自订规格，将不是以下介绍之范围之内。 三、 螺旋弹簧称呼尺寸： 3-1. 线径：螺旋弹簧的主要特性关键在于线. 外径：量取螺旋弹簧的外径比较方便，也容易识别尺寸。 3-3. 圈数：总圈数，有效圈数，闭合端圈数；螺旋弹簧能承受对外之反作用力，一部份取决于圈数多寡。 3-4. 节距(导程)：一圈螺旋弹簧线的头、尾两端在轴线上的变动距离。 一般只有制作压缩弹簧时才会在意此值，弹簧使用者无须规定它的距离多少。 3-5. 自由长度：拉伸、压缩弹簧两端没有被施加任何外力时的长度值。一般而言自由长度无关弹簧功能，除非两端闭合处经过研磨加工，否则都允许有较宽松的公差范围，或不做尺寸上的严格要求。 3-6. 作用长度：螺旋弹簧被压缩或拉伸到某固定长度时，应该有的反作用力量值，才能让搭配之物品发挥效用。 3-7. 自由角度：扭转弹簧的两支脚没有被施加外力旋转时的角度值。一般而言，扭转弹簧两支脚之间形成的角度在自由状态时不易完全相同，除非特殊场合须要否则都不被要求，或允许有较宽松的公差范围。 3-8. 作用角度：扭转弹簧两端被施以不同方向扭转到某固定角度时，应该有的反作用负荷力值与扭力值，才能让搭配之物品发挥效用。 3-9. 弹簧常数：拉伸、压缩螺旋弹簧的轴向于承受外力变形时，在每一个单位长度产生的反作用力。或扭转弹簧的径向承受外力旋转时，在每一个单位角度产生的反作用力。 ※ 在长度为横坐标与作用力为纵坐标的相对应图形中，交叉点几乎是连接成一条直线. 长度单位：一般用mm (毫米)，欧美习惯用inch (英吋)。 3-11.负荷单位：标准的力量称呼单位是以N (牛顿)， 或一般习惯用 Kgf (公斤力) gf(公克力)。 ※ 长度单位如使用inch (英吋)的话，欧美习惯搭配用Lb(磅)作为负荷单位 弹簧的强度计算及稳定性计算 压缩弹簧的长度较大时，受载后容易发生图 a )所示的失稳现象，所以还应进行稳定性的验算 为了便于制造和避免失稳现象出现，通常建议弹簧的长径比 b = H 0 /D 2 按下列情况取为：  弹簧两端均为回转端时， b ≤2.6；  弹簧两端均为固定端时， b ≤5.3 ；  弹簧两端一端固定而另一端回转时， b ≤3.7。  如果 b 大于上述数值时，则必须进行稳定性计算，并限制弹簧载荷 F 小于失稳时的临界载荷 F cr 。一般取 F = F cr /(2～2.5) ，其中临界载荷可按下式计算： F cr = C B kH 0 式中， C B 为不稳定系数，由下图查取。  如果 F F c r ，应重新选择有关参数，改变 b 值，提高 F cr 的大小，使其大于 F max 之值，以保证弹簧的稳定性。若受结构限制而不能改变参数时，就应该加装图 b )、 c )所示的导杆或导套，以免弹簧受载时产生侧向弯曲。 汽车弹簧详细介绍 时间：2007-6-29 21:59:00 ? ??? 螺旋弹簧：是现代汽车上用得最多的弹簧。它的吸收冲击能力强，乘坐舒适性好；缺点是长度较大，占用空间多，安装位置的接触面也较大，使得悬架系统的布置难以做到很紧凑。由于螺旋弹簧本身不能承受横向力，所以在独立悬架中不得不采用四连杆螺旋弹簧等复杂的组合机构。 出于乘坐舒适性的考虑，我们希望对于频率高且振幅小的地面冲击，弹簧能表现得柔软一点，而当冲击力大时，又能表现出较大的刚性，减小冲击行程，因此需要弹簧同时具有两种甚至两种以上的刚度。可采用钢丝直径不等的弹簧或螺距不等的弹簧，它们的刚度随负载的增加而增加。 钢板弹簧：多用于厢式车及卡车，由若干片长度不同的细长弹簧片组合而成。它比螺旋弹簧结构简单，成本低，可紧凑地装配于车身底部，工作时各片间产生摩擦，因此本身具有衰减效果。但如果产生严重的干摩擦，就会影响吸收冲击的能力。重视乘坐舒适性的现代轿车很少使用。 扭杆弹簧：是利用具有扭曲刚性的弹簧钢制成的长杆。一端固定于车身，一端与悬架上臂相连，车轮上下运动时，扭杆发生扭转变形，起到弹簧的作用。 气体弹簧：利用气体的可压缩性代替金属弹簧。它最大的优点就是具有可变的刚度，随气体的不断压缩渐渐增加刚度，且这种增加是一个连续的渐变过程，而不象金属弹簧是分级变化的。它的另一个优点是具有可调整性，即弹簧的刚度和车身的高度是可以主动调节的。 通过主副气室的配合使用，使弹簧可以处在两种刚度的工作状态下：主副气室同时使用，气体容量变大，刚度变小，反之(只使用主气室)则刚度变大。气体弹簧刚度由计算机控制，在汽车高速、低速、制动、加速以及转弯等状态下，根据所需刚度进行调节。气体弹簧也有弱点，靠压力变化控制车高必须装备气泵，还有各种控制附件，如空气干燥器，如保养不善会使系统内部生锈发生故障。另外如果不同时采用金属弹簧，一旦发生漏气，汽车将无法行驶。 弹簧虽然可以减轻道路对车身的冲击，但如果不让它的振动尽快停下来，我们乘坐的将是一辆跳个不停的汽车。因此，要在弹簧运动的过程中加上一定的阻力(学名叫做阻尼)，使弹簧的振动迅速衰减。减振器就是这个阻尼设备。 弹簧钢的规格种类及其用途 时间：2007-8-16 17:03:00 ? 1.概述??? 弹簧钢主要是应有好的弹性，又由于它是在动载荷环境条件下工作的，所以对制造弹簧的材质最主要的应有高的屈服强度；在承受重载荷时不引起塑性变形；应有高的疲劳强度，在载荷反复作用下具有长的使用寿命；并有足够的韧性和塑性，以防在冲击力作用下突然脆断。在碳素钢中碳含量在0.60～0.90%之间的优质钢是制造弹簧的钢种，但碳素弹簧钢的渗透性差，只宜制作小截面的弹簧，大截面的弹簧需要用合金钢制作。在合金钢中由于合金元素的强化作用，可制造弹簧的材质其含碳量可降低到0.5～0.7%。硅、锰、铬、钒是弹簧钢中最常用的合金元素。一般淬火后进行中温回火可获得高的弹性。?2.种类??? 在碳素钢中钢号有65—85号。在合金钢中有65Mn,55SiMn,60SiMn,50CrV等。 3.规格及外观质量????主要有热轧圆钢、方钢、扁钢及异型截面的弹簧钢钢材。钢材的表面不得有裂纹、折叠、结疤、夹杂、分层和压入的氧化铁皮。 4.生产制造方法?? 通常采用电炉冶炼，加入脱氧剂硅、铝，注入钢锭模后，通过锻压或轧制，便得到各种形状的钢材和锻件。 5.用途?? 主要用在机车、车辆、汽车、拖拉机、飞机的各种圆柱螺旋弹簧和板簧等。 6.主要生产厂及输往国家、地区??? 我国大连钢厂、上海宝钢、重庆钢厂是生产弹簧钢的主要厂家。目前有少量出口任务，质量稳定。主要输往香港及东南亚等地区。?7.主要进口生产国家??? 我国目前主要从日本、瑞士、巴西等国进口。进口弹簧钢索赔案中发现的质量问题有：内部裂纹、端部裂纹、锈蚀、麻坑、结疤等；此外短重、短尺问题也曾发生过。因此须加强检验把关。?8.化

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