新闻资讯
弹簧钢材料深度加工应用及方法
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-11-05
国内提供的弹簧材料主要执行标准为B/T1222—2007《弹簧钢》，交货状态主要为热轧状，材料方式主要为盘料，也有棒料。部分钢铁企业供冷拔盘料、银亮钢棒、韧化处理钢丝、热处理油淬火—回火）线材等。
常用钢厂交货状态
弹簧制造企业及材料加工企业主要完成从热轧线及板材加工到成为弹簧制造直接状态的步骤，主要线材改制，如：退火冷拔、表面磨光和剥皮、线材处理等。许多钢铁企业也向后一体化发展，为弹簧造企业直接提供所需的原材料。弹簧材料深度加工应用及方法往往是根据弹簧制造者的需求决定。
目前，国内提供的弹簧材料主要执行标准为B/T1222—2007《弹簧钢》，交货状态主要为热轧状，材料方式主要为盘料，也有棒料。部分钢铁企业供冷拔盘料、银亮钢棒、韧化处理钢丝、热处理油淬火—回火）线材等。热轧状态的弹簧型材（线材、板材、带材）对弹制造企业来说其特征是表面粗糙、缺陷深度大，通深度是线径公差之半；表面脱碳层大，热轧态.5—2.5%线径，冷拔态1.0—2.0%线径；线径公差大，轧态（GB/T14981—20092014GB/T908—2008），冷态（GB/T3078—2008，GB/T905—2008）；硬度范围明确，“热轧+热处理”的技术规范其硬度是≤BW321，精确硬度需要供需双方再协定；晶粒度5及偏析2.5等要求偏低；其它如夹杂物级别在国标为非强制规定，上述因素使热轧交货状态不能很好用当前各类弹簧产品的首道成形工艺，也不能满足簧产品轻量化、高应力和耐久性的质量要求。
钢铁企业热轧型材交货状态的
后续常用加工
球化退火+冷拔。这是比较传统的弹簧原材料改制法，通过球化退火细化晶粒、均匀化学成分、软化体；通过冷拔变形提高线材的圆整度、线径精度，低表面粗糙度、表面缺陷、脱碳层等从而提高表面量和弹簧成形精度。“球化退火+冷拔”也可作为尺、高精度矫直、表面磨光或剥皮的前道工序。但于球化退火工序成本较高，现在行业内尽量去此工以降低生产成本。此交货状态主要适用大料径弹簧生产、热卷弹簧生产，以及较小线径冷成形加热处理的弹簧生产。
韧化热处理。通过弹簧调质热处理（铅浴/淬火回火处理）+冷拔变形的一种工艺。一般由专业线材加工企业生产，此类线材特点是非常适用冷卷型弹簧产品制造工艺，同时具有一定的强度和耐久性能。弹簧专业制造企业主要采用这类线材生产各类异型弹簧（卡、拉、扭、压簧等）。
油淬火—回火。执行标准为GB/T18983—2003。此类线材是弹簧制造企业用于冷成形工艺方式生产高应力弹簧的主要原材料，其特点是较高的抗拉强度和综合耐久性能。目前，油淬火—回火弹簧钢丝的深加工途径有两类，常用的是冷拔+油淬火—回火和韧化热处理后冷拔形变+油淬火—回火热处理。
冷拔+油淬火—回火。这类冷拔预处理加热处理是弹簧线材较为广泛的深加工方式，也是冷卷成形弹簧的主要原材料交货状态。目前既有专业的生产企业如上海中炼、中钢院中试等公司，也有弹簧制造企业自己生产。此工艺方式通常用于较大线径（Φ8—16mm）钢丝。实际上，现在的油淬火—回火热处理中有油淬火也有水淬火，淬火加热方式有辐射加热，也有感应加热，各有利弊，关键是最终输出的线材技术质量，批量生产为高级线径8—16mm的油淬火—回火的线材的技术指标已达到Rm2100MPa，Ψ≥35%、表面粗糙度Rz35μm、表面脱碳最深30μm，晶粒度≥10级。常用的高应力弹簧油淬火—回火材料为Rm2000MPa，Ψ≥40%、表面粗糙度Rz50μm，表面脱碳最深50μm、晶粒度≥10级。普通应用的弹簧油淬火—回火材料为Rm1800—1900MPa，Ψ≥40%，表面缺陷深度≤200μm、表面脱碳最深100μm、晶粒度≥7级，线材热处理的质量提升空间还很大。
调质处理+冷拔形变+油淬火—回火。这种深加工工艺主要用于弹簧产品技术质量要求高、线径较细Φ2—6mm的高应力弹簧，经过此工艺深加工，线材具有更高的综合机械性能，强度、塑性、硬度、韧性和疲劳性能都得到提高。弹簧专业制造企业主要将此类材料用于汽车、内燃机等动力总成系统中的重要弹簧，如：气门弹簧、变速箱弹簧、离合器弹簧等，其特点是强度高（Rm2200MPa），表面质量好、无脱碳、表面缺陷Rz12μm。
冷拔形变强化。此类加工工艺主要适用于不锈钢和有色金属线材，通过形变强化提高线材的强度来满足弹簧制造企业对材料的要求。弹簧制造企业直接利用此类材料的强度，通过成形、去应力回火和稳定化处理来达到一般机械弹簧需要的机械性能。
钢铁企业热轧前提高技术能级的深加工主要在化学成分的优化和精炼、轧钢工艺的改进。高应力弹簧的主要服役失效模式为腐蚀应力疲劳断裂，为此弹簧企业期望弹簧材料具有更高的抗腐蚀性能，钢铁企业在原有的材料基础上作了各种改进和优化，如通过微调化学成分、改进精炼技术和大方坯轧钢工艺等等，做出了超纯净弹簧钢、超高强度弹簧钢等从而达到更高强度、更优良抗腐蚀性能的弹簧材料。
综上所述，由于不同领域使用弹簧对原材料性能要求不同，一般钢厂出厂的热轧状态必须有不同的深加工以满足弹簧的专业特性需求，通常是采用热处理、形变强化等来提高线材性能。
通过表面剥皮（磨光、抛光等）深加工以消除表面缺陷、降低表面粗糙度、脱碳层、腐蚀坑、折叠裂纹，从而能有效地提高线材质量来满足轻量化弹簧的设计要求。
特殊线材的机械加工，如：线材外径尺寸和形状上的加工能更好地满足弹簧制造企业产品轻量化设计需要。卵形、D形、梯形、矩形等截面钢丝和线材可以更好地满足高应力气门弹簧、模具弹簧、离合器弹簧等；变径线材可以更好地满足非线性特性的弹簧，如变刚度弹簧、Mini—Block（紧凑型）弹簧等。
随着国家对节能减排要求不断提高，最终产品轻量化要求日益趋高。除开发新型轻质复合材料（高强度纤维材料）外，还需要不断提高传统弹簧材料的抗拉强度和耐腐蚀性能以实现更高的工作应力。
以上资料由上海艾荔艾金属材料有限公司提供，欢迎新老客户来电洽购。
本文来自上海艾荔艾金属材料有限公司http://www.shailiai.com，转载请注明出处。