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1、弹簧的材料、选材与制造1 弹簧材料 为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表 20-2 列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图 20-2 给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 图 20-2 碳素钢丝直径与强度的关系 表 20-2 主要弹簧材料及其许用应力 类别 代号 许用扭应力tT 许用弯曲应力b/MPa 切变模量 G/GPa 弹性模量 E/GPa推荐硬度范围 HRC 推荐使用温度C 特性及用途 类弹簧
2、 类弹簧 类弹簧 类弹簧 类弹簧 钢丝 碳素弹簧钢丝,a, 0.3b 0.4b 0.5b 0.5b 0.625b 81.578.5 204202 - -40120 强度高，性能好，适于做小弹簧 60Si2Mn60Si2MnA 471 627 785 785 981 78.5 197 4550 -40200 弹性好，回火稳定，易脱碳，适于做受大载荷的弹簧 65Si2MnWA60Si2CrVA 560 745 931 931 1167 4752 -40250 强度好，耐高温，弹性好 30W4Cr2VA 442 588 735 735 920 4347 -40 350 高温强度好，淬透性好。 50C
3、rVA 4550 -40210 高疲劳强度，淬透性和回火稳定性好 不锈钢 1Cr18Ni9Ti 324 432 540 540 677 71.5 193 - -250300 耐腐蚀，耐高温，适于做小弹簧 4Cr13 442 588 735 735 920 75.5 215 4853 -40300 耐腐蚀，耐高温，适于做大弹簧 Co40CrNiTiMo 500 666 834 834 1000 76.5 197 = -40500 耐腐蚀，高强度，无磁，低后效，高弹性 青铜丝 Qsi-3 265 353 442 442 550 40.2 93 HB90120 -40120 耐腐蚀，防磁好 QSn4
4、-3 39.2 Qbe2 353 442 550 550 735 42.2 129.5 3740 耐腐蚀，防磁，导电性及弹性好 注： 1.按受力循环次数 N 不同，弹簧分为三类：类 N106；类 N=103105 以及受冲击载荷的场合；类 N4mm 取下限。 2 材料选择 弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。 3 弹簧
5、制造 螺旋弹簧的制造工艺过程如下： 绕制； 钩环制造； 端部的制作与精加工； 热处理； 工艺试验等，对于重要的弹簧还要进行强压处理。 弹簧的绕制方法分冷卷法与热卷法两种。 （1）冷卷法：簧丝直径 d8mm 的采用冷卷法绕制。冷态下卷绕的弹簧常用冷拉并经预先热处理的优质碳素弹簧钢丝，卷绕后一般不再进行淬火处理，只须低温回火以消除卷绕时的内应力。 （2）热卷法：簧丝直径较大（d8mm）的弹簧则用热卷法绕制。在热态下卷制的弹簧，卷成后必须进行淬火、中温回火等处理。对于重要的弹簧，还要进行工艺检验和冲击疲劳等试验。为提高弹簧的承载能力，可将弹簧在超过工作极限载荷下进行强压处理，以便在簧丝内产生塑性变形和有益的残余应力，由于残余应力的符号与工作应力相反，因而弹簧在工作时的最大应力（见图所示）比未经强压处理的弹簧小。
