彈簧是機械行業(yè)和日常生活中常用的零件。彈簧在彈性范圍內(nèi)使用,卸載后應(yīng)回復(fù)到原來位置,希望塑性變形越小越好,因此鋼絲應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。
彈簧根據(jù)運行狀態(tài)可分為靜態(tài)簧和動態(tài)簧。靜態(tài)彈簧指服役期振動次數(shù)有限的彈簧,如安全閥彈簧,彈簧墊,秤盤彈簧,定載荷彈簧,機械彈簧,手表游絲等。動態(tài)彈簧指服役期振動次數(shù)達(dá)1×106次以上的彈簧,如發(fā)動機閥門彈簧,車輛懸掛簧,防震彈簧,聯(lián)軸器彈簧,電梯緩沖彈簧等。靜態(tài)彈簧選材時主要考慮抗拉強度和穩(wěn)定性,動態(tài)彈簧選材時主要考慮疲勞,松弛及共振性能。
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