彈簧鋼絲是用于做彈簧(SPRING)或鋼絲型件(WIRE FORM)的一種鋼絲。按照彈簧用途的不同,做彈簧所需的彈簧鋼絲都多種類型,如要求較低的做床墊彈簧的彈簧鋼絲(簡稱床墊鋼絲)、做減震器的彈簧鋼絲、做懸掛簧的彈簧鋼絲、做發(fā)動機氣門的彈簧鋼絲及做相機快門的彈簧鋼絲等等,雖然沒有統(tǒng)一的標準分類名稱,這些鋼絲的品質(zhì)要求是不同。彈簧鋼絲也可以按制造工藝分類,如生拉彈簧鋼絲(拉拔前不經(jīng)過鉛浴淬火處理)、鉛淬火彈簧鋼絲、鍍鋅彈簧鋼絲、油淬火彈簧鋼絲等。
SPRING WIRE
彈簧鋼絲的強度按品種、標準和規(guī)格的不同,抗拉強度等級可在1000-3000兆帕范圍。
圓形彈簧鋼絲的直徑范圍在0.08-20毫米。
彈簧鋼絲的截面形狀一般為圓形,也有長方、方、卵形等形狀,成品鋼絲一般是一卷卷交付,也有按直條交付的情況。
彈簧在彈性范圍內(nèi)使用,卸載后應回復到原來位置,希望塑性變形越小越好,因此鋼絲應具有高的彈性極限,屈服強度和抗拉強度。屈強比越高,彈性極限就越接近抗拉強度,因而越能提高強度利用率,制成的彈簧彈力越強。
彈簧依靠彈性變形吸收沖擊能量,所以彈簧鋼絲不一定要有很高的塑性,但起碼要有能承受彈簧成型的塑性,以及足夠的能承受沖擊能量的韌性。
彈簧通常在交變應力作用下長期工作,因此要有很高的疲勞極限,以及良好的抗蠕變和抗松弛性能。
在特定環(huán)境中使用的彈簧,對鋼絲還會有一些特殊要求,例如:在腐蝕介質(zhì)中使用的彈簧,必須有良好的抗腐蝕性能。精密儀器中使用的彈簧,應具有長期穩(wěn)定性和靈敏性,溫度系數(shù)要低,品質(zhì)因素要高,后效作用要小,彈性模量要恒定。在高溫條件下工作的彈簧,要求在高溫時仍能保持足夠的彈性極限和良好的抗蠕變性能等。
此外,還應考慮彈簧鋼絲的成形工藝和熱處理工藝。冷拉彈簧鋼絲和油淬火回火彈簧鋼絲都以供貨狀態(tài)鋼絲直接繞制彈簧,彈簧成形后經(jīng)消除應力處理直接使用。冷拉彈簧鋼絲的抗拉強度要略高于油淬火回火鋼絲。大規(guī)格冷拉鋼絲彈力太大,繞制彈簧很困難,所以冷拉彈簧鋼絲使用規(guī)格一般小于8.0mm,油淬火回火鋼絲使用規(guī)格一般小于13.0mm。實際上直徑13.0mm彈簧多選用輕拉狀態(tài)彈簧鋼絲,冷拉繞制成形后再淬回火使用。直徑15.0mm以上鋼絲大多采用加熱繞制工藝制簧。碳素彈簧鋼絲現(xiàn)行國家和行業(yè)推薦標準分兩種類型:
1、冷拉彈簧鋼絲
一類是冷變形強化鋼絲,又稱冷拉彈簧鋼絲。冷拉碳素彈簧鋼絲首先經(jīng)鉛淬火處理獲得索氏體組織,然后表面磷化,以很大減面率拉拔到成品尺寸,鋼絲組織呈纖維狀,有很高的抗拉強度和彈性極限,良好的彎曲和扭轉(zhuǎn)性能。冷拉彈簧鋼絲尺寸精度高,表面光潔,無氧化和脫碳缺陷,疲勞壽命比較穩(wěn)定,是使用廣泛的彈簧鋼絲。2、油淬火回火鋼絲
碳素彈簧鋼絲的另一類型是馬氏體強化鋼絲,又稱油淬火回火鋼絲。碳素鋼絲通過淬回火處理,可獲得良好的綜合力學性能,當鋼絲規(guī)格較小時(φ≤2.0mm),油淬火回火鋼絲的各項強度指標比索氏體化處理后冷拉鋼絲要低。當鋼絲規(guī)格較大時(φ≥6.0mm)索氏體化的鋼絲不可能采用很大減面率來獲得所要求的強度指標,而油淬火回火鋼絲只要完全淬透就可以獲得比冷拉鋼絲更高的性能。在抗拉強度相同條件下,馬氏體強化鋼絲比冷變形強化鋼絲具有更高的彈性極限。冷拉鋼絲金相組織呈纖維狀,各向異性明顯,油淬火回火鋼絲金相組織為均勻的回火馬氏體,幾乎是各向同性的。同時油淬火回火鋼絲的抗松弛性能優(yōu)于冷拉鋼絲,使用溫度(150~190℃)也高于冷拉鋼絲(≤120℃)。近年來中大規(guī)格油淬火、回火鋼絲大有取代冷拉鋼絲趨勢。