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彈簧常用的4種材料
彈簧的種類很多,同樣制作彈簧的材料更多。所以說選擇合適的彈簧材料是很重要的。
我們?cè)谶x擇彈簧材料的時(shí)侯,應(yīng)考慮其用途、使用條件(載荷性質(zhì)、大小及循環(huán)特性、工作持續(xù)時(shí)間、工作溫度等)以及加工、熱處理和經(jīng)濟(jì)性等因素。
為了保障彈簧能夠可靠地工作,其材料除應(yīng)滿足具有較高的強(qiáng)度極限和屈服極限外,還必須具有較高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性、塑性和良好的熱處理工藝性等。實(shí)踐中應(yīng)用廣泛的就是彈簧鋼,其品種又有碳素 彈簧鋼、低錳彈簧鋼、硅錳 彈簧鋼和鉻釩鋼等。
1:碳鋼彈簧鋼
這種彈簧材料(如65、70鋼等)具有價(jià)格便宜、原料來源方便等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是彈性極限低,反復(fù)變形后容易失去彈性,在130度下無法正常工作。
2:低錳彈簧鋼
與碳素彈簧鋼相比,這種彈簧鋼(如65Mn)具有淬透性好、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是淬火后容易產(chǎn)生裂紋和熱脆性。但由于其低廉的價(jià)格,它經(jīng)常被用來制造尺寸較小的彈簧,如離合器彈簧。
3:硅錳彈簧鋼
由于加入了硅(如60Si2Mn),可以顯著提高鋼的彈性極限,提高回火穩(wěn)定性。因此,可以在較高的溫度下回火,以獲得良好的力學(xué)性能。硅錳彈簧鋼在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用,一般用于制造汽車、拖拉機(jī)的卷簧。
4:鉻釩鋼
向鋼中添加釩(如50CrVA)的目的是細(xì)化鋼的結(jié)構(gòu),提高鋼的強(qiáng)度和韌性。這種材料具有良好的抗牛奶疲勞和抗沖擊性能,可以在-40度到210度的溫度下可靠地工作,但價(jià)格更貴。主要用于高需求場(chǎng)合,如用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的彈簧。
此外,有些不銹鋼、青銅等材料具有耐腐蝕的特點(diǎn)。青銅還具有磁性和導(dǎo)電性,因此常用于化學(xué)設(shè)備或腐蝕性介質(zhì)中彈簧的制造。其缺點(diǎn)是不易熱處理,機(jī)械性能差,在一般機(jī)械中很少使用。
彈簧材料選擇必須充分考慮到彈簧的用途、重要程度與所受的載荷性質(zhì)、大小、循環(huán)特性、工作溫度、周圍介質(zhì)等使用條件,以及加工、熱處理和經(jīng)濟(jì)性等因素,以便使選擇結(jié)果與實(shí)際要求相吻合。鋼是常用的彈簧材料。當(dāng)受力較小而又要求防腐蝕、防磁等特性時(shí),可以采用有色金屬。此外,還有用非金屬材料制做的彈簧,如橡膠、塑料、軟木及空氣等。