单位:东莞市长安鑫福鸿模具钢材有限公司

　　由于弹簧经常承受振动和长期在享变应力作用下工作,主要是疲劳破坏,故弹簧钢必须具有高的弹性极限和高疲劳极限。此外,还应有足够的韧性和塑性,以防止在冲击力作用下突然脆断。

　　在工艺性方面,弹簧钢应具有较好的淬透性和低的过热、脱碳敏感性。降低弹簧表面粗糙度能提高疲劳寿命。

　　为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9％之间,由于碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过10-15mm的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75％之间,加入的合金元素有Mn ,Si ,W ,V ,Mo等。它们的主要作用是提高淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr ,W ,Mo还能提高钢的高温强度。

　　在热状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以上)

　　在冷状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以下)

　　热成型弹簧的热处理工艺--用这种方法成型弹簧多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧则大多数是在热成型后再进行热处理。这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组织为回火托氏体。这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。

　　冷成型弹簧的热处理工艺--对于用冷轧钢板、钢带或冷拉钢丝制成的弹簧,由于冷塑性变形使材料强化,己达到弹簧所要求的性能。故弹簧成型后只需在250C左右范围内,保温30min左右的去应力处理,以消除冷成型弹簧所产生的内应力,并使弹簧定型即可。

　　耐热弹簧钢的热处理--内燃机的气阀弹簧是在较高温度下工作,有的还存在腐蚀性气氛,因此必须选用特殊的弹簧钢和合适的热处理规范。

　　弹簧钢是专门用来制造各种弹簧和弹性元件或类似性能要求的结构零件的主要材料。

　　1．性能要求①高的弹性极限σe和屈强比σs/σb，以保证优良的弹性性能，即吸收大量的弹性能而不产生塑性变形;②高的疲劳极限，疲劳是弹簧的最主要破坏形式之一，疲劳性能除与钢的成分结构有关以外，还主要地受钢的冶金质量（如非金属夹杂物）和弹簧表面质量（如脱碳）的影响;③足够的塑性和韧性，以防止冲击断裂;④其它性能，如良好的热处理和塑性加工性能，特殊条件下工作的耐热性或耐蚀性要求等。

　　2．成分特点钢中碳与合金元素的含量及作用为:

　　（1）中、高碳一般地，碳素弹簧钢wc＝0.6％~0.9％，合金弹簧钢wc＝0.45％~0.70％，经淬火加中温回火后得到回火托氏体组织，能较好地保证弹簧的性能要求。

　　（2）合金元素普通用途的合金弹簧钢一般是低合金钢。主加元素为Si、Mn、Cr等，其主要作用是提高淬透性、固溶强化基体并提高回火稳定性;辅加元素为Mo、W、V等强碳

　　化物形成元素，主要作用有防止Si引起的脱碳缺陷、Mn引起的过热缺陷并提高回火稳定性及耐热性等。

　　弹簧钢牌号:

　　中国:65 70 65MN 70MN 55SI2MN 55SI2MNB 55SI2MNVB 60SI2MN 60SI2MNA 60SI2CRA 60SI2CRVA 55CRVA 60CRMNBA 55CRMNA 60CRMNA 60CRMNMOA 30W4CR2VA 70SI2CRA 55CRSIA

　　日本:SWRH67B SWRH72B SWRH82B SUP6 SUP7 SUP9 SUP9A SUP11A SUP12 SUP13 SUP4 SUP5 SK1 SK2 SK3 SK4 SK5 SK6 SK7

　　德国:C55S C60S C67S C75S C85S C90S C100S C125S 80CRV2 75NI8 125CR2 102CR6

　　英国:080A67 080A72 080A83 250A53 250A58 526M60 735A50等

　　弹簧钢按其加工成型方式分为热成型和冷成型两类，由于加工方式的不同，在后续的热处理方式也不尽相同，具体如下:

　　1热成型弹簧的热处理

　　直径或板厚大于10-15mm的大型弹簧件，多用热轧盘条拉拔的钢丝或钢板制成。

　　加工及热处理为:先把弹簧钢丝加热到高于正常淬火温度50-80℃的条件下热卷成型，然后淬火+中温回火，获得弹性极限和疲劳强度极佳的回火索氏体。弹簧钢淬火加热应选用少氧或无氧化的设备如盐浴炉、保护气氛炉等，防止氧化脱碳。

　　弹簧钢热处理后还要进行喷丸处理，强化表面，产生残余压应力，提高疲劳强度。

　　热轧弹簧钢采用的工艺流程为:扁钢剪断——>加热压弯成形后余热淬火+中温回火+喷丸——>包装。

　　2冷成型弹簧的热处理

　　直径小于8mm的弹簧件，常用冷拔钢丝冷卷成形。冷拉钢丝制造工艺及后续热处理，主要是以下三类:

　　1）铅浴处理冷拉钢丝

　　先将钢丝连续拉拔三次，总变形量达到50%，接着加热到Ac3以上温度使其奥氏体化，随后在450-550℃的铅浴中等温处理，奥氏体转化为索氏体组织。屈服强度为1600Mpa,冷卷成形后，在200-300℃退火消除应力即可。

　　2）油淬火回火钢丝

　　钢丝拉拔到处理尺寸后，进行油淬火回火。这类钢丝的强度不如铅浴处理的钢丝，但性能均匀一致，成本较低。冷卷成形后，进行去应力处理。

　　3）退火状态钢丝

　　将钢丝拉拔到规定尺寸，再进行退火处理。软化后的钢丝冷卷成形后，需经过淬火+中温回火后才能获得所需的力学性能。