汽車(chē)彈簧用材及發(fā)展
(1)彈簧鋼生產(chǎn)工藝的發(fā)展 為了提高彈簧鋼的質(zhì)量,工業(yè)發(fā)達國家已普通采用爐外精煉技術(shù)、連鑄工藝、新型軋制和在線(xiàn)自動(dòng)檢測及控制設備等。
為了保證鋼的化學(xué)成分,降低氣體和各種非金屬加夾物的含量,采用大容量電爐或轉爐熔煉,采用爐外鋼包精煉,使氧含量(質(zhì)量分數)降至(0.0021~0.0010)%,生產(chǎn)出超純凈鋼,從而大大提高了彈簧的設計和工作應力。
連鑄生產(chǎn)工藝在彈簧鋼生產(chǎn)中已被廣泛采用。連鑄可通過(guò)電磁攪拌、低溫鑄造等技術(shù)減小鋼的偏析,減小二次氧化,改善表面脫碳,使組織和性能穩定、均勻。
采用分列式全連續軋機,可提高尺寸精度,表面質(zhì)量,同時(shí)也可使鋼材沿長(cháng)度顯微組織均勻。在軋制過(guò)程中為了保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量采用在線(xiàn)自動(dòng)檢測和控制。為了適合變截面彈簧扁鋼生產(chǎn)而開(kāi)發(fā)了奧氏體軋制成形新工藝,即先將鋼加熱到奧氏體區再急冷至亞穩奧氏體區進(jìn)行塑性加工并淬火處理。這種工藝可使鋼在不降低塑性的同時(shí)提高強度。此外還有通過(guò)軋后在線(xiàn)熱處理和表面硬化處理來(lái)提高彈簧鋼的性能等。
(2)合金鋼的發(fā)展 合金元素的主要作用是提高力學(xué)性能,改善工藝性能及賦予某種特殊性能。氣門(mén)彈簧和懸架彈簧已廣泛應用SiCr鋼。Si是抗應力松弛Z好的合金元素,在SiCr鋼中添加V、Mo形成SiCrV和SiCrMo鋼,可以提高疲勞壽命和抗松弛性能。同時(shí)SiCr拉拔鋼絲,其在高溫下工作時(shí)的抗松弛性能,比琴鋼絲和重要用途碳素彈簧鋼絲要好。隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機高速小型化,抗顫振性能好、質(zhì)量輕、彈性模量小的Ti合金得到了較為廣泛的應用,其強度可達2000 MPa。
(3)低碳奧氏體鋼的發(fā)展 低碳奧氏體鋼38SiMnB是我國自主研發(fā)的一種新型的高性能彈簧鋼,在此基礎上開(kāi)發(fā)的38SiMnVBE更具優(yōu)越性,具有高強韌性、高淬透性、高應用性和高性能比。在進(jìn)行超細晶??刂栖堉坪?,其抗拉強度 =(2030~2140)MPa,屈服強度 =(900~2010)MPa,伸長(cháng)率 =(12~15)%,面縮率 =(48~55)%。為少片變截面板彈簧提供了高性能的材料。