彈簧材料的選擇,應根據彈簧承受載荷的性質(zhì)、應力狀況、應力巨細、作業(yè)溫度、環(huán)境介質(zhì)、運用壽命、對導電導磁的要求、工藝功能、材料來(lái)歷和價(jià)格等因素承認。
在承認材料截面形狀和標準時(shí),應當優(yōu)先選用國家標準和部頒標準所規矩的系列標準,盡量防止選用非標準系列標準的材料。
中、小型彈簧,特別是螺旋拉伸彈簧,應當優(yōu)先用經(jīng)過(guò)強化處理的鋼絲,鉛浴等溫冷拔鋼絲和油淬火回火鋼絲,具有較高的強度和出色表面質(zhì)量,疲憊功能高于一般淬火回火鋼絲,加工簡(jiǎn)略,工藝性好,質(zhì)量安穩。
碳素彈簧鋼絲和琴鋼絲冷拔后發(fā)生較大的剩下應力,加工彈簧后,存在較大的剩下應力,回火后標準改動(dòng)較大,難以控制標準精度。油淬火回火鋼絲是在鋼絲是在鋼絲拉拔到規矩標準后進(jìn)行調制強化處理,基本上沒(méi)有剩下應力存在,成型彈簧后經(jīng)低溫回火,標準改動(dòng)很小,耐熱安穩性好于冷拔強化鋼絲。
大中型彈簧,關(guān)于載荷精度和應力較高的應選用冷拔材或冷拔后磨光鋼材。關(guān)于載荷精度和應力較低的彈簧,可選用熱軋鋼材。
鋼板彈簧一般選用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等商標的扁鋼。
螺旋彈簧的材料截面,應優(yōu)先選用圓形截面。正方形和矩形截面材料,電子彈簧承受才能較強,抗沖擊功能好,又可使彈簧小型化,但材料來(lái)歷少。且價(jià)格較高,除特別需要外,一般盡量不選用這種材料。近年來(lái),研制用圓鋼絲軋扁代替梯形鋼絲,取得了很好的效果。
在高溫下作業(yè)的彈簧材料,要求強度有較好的熱安穩性、抗松懈或蠕變才能、抗氧化才能、耐必定介質(zhì)腐蝕才能。
彈簧的作業(yè)溫度升高,彈簧材料的彈性模量下降,導致剛度下降,承載才能變小。因而,在高溫下作業(yè)的彈簧必定要了解彈性模量的改動(dòng)率(值),核算彈簧承載才能下降對運用功能的影響。按照GB1239規矩,一般螺旋彈簧作業(yè)溫度逾越60℃時(shí),應對切變模量進(jìn)行修改,其公式為:Gt=KtG 式中G——常溫下的彈性模量;Gt——作業(yè)溫度t下的切變模量;Kt——溫度修改系數按表2—98選取。
在低溫下運用的彈簧材料,汽車(chē)內飾彈簧應具有出色的低溫耐性。碳素彈簧鋼絲、琴鋼絲和1Cr18Ni9等奧氏體不銹鋼彈簧鋼絲、銅合金、鎳合金有較好的低溫耐性和強度。
在低溫下,材料的脆性對表面缺點(diǎn)非常靈敏,因而,對材料表面質(zhì)量應嚴格要求。
在低溫下,環(huán)境介質(zhì)對材料腐蝕程度比在溫室下小得多,而鍍鎘和鍍鋅易引起冷脆。
在低溫下,材料的彈性模量和膨脹系數改動(dòng)不大,在規劃中可以不考慮。
彈簧鋼制作的彈簧,硬度(即強度)的選用應根據彈簧承載性質(zhì)和應力巨細而定。但是,硬度凹凸與平面應變斷裂耐性聯(lián)絡(luò )極大。
從曲線(xiàn)聯(lián)絡(luò )可以看出,跟著(zhù)硬度添加,平面應變斷裂耐性(KIC)值明顯下降。這就是說(shuō)在承認彈簧的硬度硬度值時(shí),應本著(zhù)在滿(mǎn)意彈簧特性要求的前提下,彈簧的硬度值偏低一些好。
彈簧選材時(shí),要注意鋼材的淬透性。彈簧材料截面是否淬透以及淬透的程度,對彈簧質(zhì)量聯(lián)絡(luò )極大。
以彈簧自身作導體的電器彈簧或在濕度改動(dòng)不定的條件下,如水(包含海水)、水蒸氣環(huán)境中作業(yè)的彈簧,一般選用銅和金材料。
在酸類(lèi)觸摸極端他腐蝕介質(zhì)下作業(yè)的彈簧,一般選用不銹耐酸鋼或鎳合金等耐蝕材料。在一般環(huán)境介質(zhì)條件下運用的彈簧,選用一般彈簧鋼,制成彈簧后在其表面進(jìn)行防銹涂覆或電鍍(鍍鋅、鍍鎘、鍍銅)的辦法防蝕。
在衡器和表面中運用的彈簧,為了滿(mǎn)意其精度不受溫度改動(dòng)的影響,一般選用彈性模量和膨脹系數改動(dòng)極小的恒彈性合金。
在要求質(zhì)輕、絕緣、防碰、防銹蝕等特別用處的彈簧,可選用增強塑料?,F在,較為適用的塑料彈簧,是用環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂為基體,用玻璃纖維增強的熱固增強塑料GFRP。也可選用防振橡膠制作各種類(lèi)型的橡膠彈簧。