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弹簧基础知识

作者: 来源:澳门金沙总站  日期:2019/03/18 10:42:48 人气:515
项目名称JIS代码概略组成主要用途及特点单价级别JIS标准回火温度热后颜色
1不锈钢线SUS302和WPBC(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)、Ni(镍)、Cr(铬)、Mo(钼) 经过冷加工可得高强度,铁路车辆、输送机螺丝、螺帽、弹簧等,耐热、耐蚀。JISG4314300~480度之间米灰色亮白色
SUS304和WPB 广为使用于不锈钢、耐热钢,又用于食品设备,一般仪学设备,原子力,耐热耐蚀。
2碳钢线SWC                            SWBC(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫) 硬拉钢线,用于耐蚀性差,要求精度不高,钢性较脆,成形后要表面处理或加防锈油。JISG3521200~400度之间淡茶色、茶色、青色、淡蓝色、褐色
3琴钢线SWPA                      SWPBC(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)、Cu(铜)耐疲劳性佳,要求精度高。一般用于电池弹簧、开关弹簧等、钢性柔韧,成形后要表面处理或加防锈油。JISG3522200~400度之间同SWPA、SWPB
4铍铜线C1720WBe(铍)、 Mn(锰)、P(磷)[Cu(铜)+Sn(锡)+P(磷)]Ni(镍)+Co(钴)耐蚀性佳,于时效硬化处理前,富于展性时效硬化处理后,增加耐疲劳性,导电性时效硬化处理应加工后,可制螺丝弹簧电刷,通讯器具(表面镀银、金)。
JISH3270150°~200°黄色
5磷青铜C5191WSn(锡)、Zn(锌)、P(磷) 耐疲劳性,耐蚀性、耐磨耗性佳,可制螺丝弹簧、扭簧、扣钮、扎电机、通讯市场适用(镀金、银)。
JISH3270150°~200°黄色
6其它 如油回火线、白铜线及其它线材,不常用,适用于航天科技。                                     镀镍线等同SWC+Ni。常需特别制做,造价昂贵。
 
 
 
 
2 表面处理
 
   弹簧的防腐方法一般采用保护层,根据保护层的性质可分为:金属保护层、化学保护、非金属保护层和暂时性保护层。着重介绍前面三种:
    不锈钢弹簧和铜线弹簧本身就具有一定的防腐性能,一般不进行防腐处理。
2.1 弹簧的金属保护层
金属保护层种类很多,就弹簧而言,一般是用电镀金方法以获得金属保护层。电镀保护层不但可以保护不受腐蚀,同时能改善弹簧的外观。有些电镀金属还能改善弹簧的工作性能,例如提高表面硬度,增加抗磨损力,提高热稳定性,防止射线腐蚀等。但如果单纯为了弹簧的腐蚀,一般应选用电镀锌层与电镀镉层。 下表为弹簧常用电镀层及性能表:
NO表面处理简单工艺介绍镀后颜色用途镀层厚度盐雾试验标准
1镀金(Au)除油→酸洗→镍底→镀金→烘干金色降低接触电阻,耐磨耗,保真效果。①0.04~0.06μm薄                               ②1.2~1.5μm厚24H以上
2镀铬(Cr)除油→酸洗→打铜底2次(碱铜、酸铜)→镍底→镀铬→烘干天蓝色硬度高,耐磨性好,反光能力强,有较好的耐热性。铬0.5μm薄                               15μm以上厚24H以上
3镀银(Ag)除油→酸洗→打镍底→镀银→烘干银色导电性(金属中)佳,导热率佳。  连续喷8H,
4镀镍(Ni)电解除油→酸洗→打铜底(必要时)→镀镍(滚镀)白色防腐性佳,焊锡,导电耐磨性。3~5μm                              JIS3H(连续喷雾)                                      
无电解除油→酸洗→镍底(镍磷合金化学分解)白色耐蚀性好(较电解)镀层均匀。3~5μm                              JIS 3H(连续喷雾)                                     
5镀锡(Sn)除油→酸洗→镍底→镀锡亮白色便于焊锡,导电性一般。3~5μm                              24H以上
6镀锌(Zn)黑锌除油→酸洗→镀锌→发黑黑色防锈(视产品要求)5μm 以上                             2H
蓝锌除油→酸洗→镀锌→发蓝蓝色防锈(视产品要求)5μm 以上                             2H
五彩锌除油→酸洗→镀锌→发五彩五彩(赤橙黄绿青)防锈(视产品要求)5μm 以上                             2H
白锌除油→酸洗→镀锌→烘干白色防锈(视产品要求)5μm 以上                             2H
2.2弹簧的化学保护层
   利用化学反应的方法使弹簧表面生成一层致密的保护膜,以防止弹簧腐蚀。通常采用氧化处理与磷化处理。
1)氧化处理:氧化处理成本低、工艺配方较简单、生产效率高、氧化膜有一定的弹性,基本上不影响弹簧的特性曲线,所以氧化处理较广泛地作为成形螺旋弹簧、弹簧垫圈及片弹簧等的防腐和装饰措施。钢的氧化处理亦称发蓝、发黑、煮黑。氧化处理后,弹簧表面生成保护性的磁性氧化铁,此氧化膜一般呈蓝色或黑色,也有时呈黑褐色。其颜色决定于弹簧的表面状态、弹簧材料的化学成分和氧化处理工艺。氧化处理的方法有:咸性氧化法、无碱氧化法和电解氧化法。以采用碱性氧化法为多。
弹簧经氧化处理后的质量检验包括外观检查和抗蚀性检查。
2)磷化处理:弹簧放进含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中,在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜的方法叫做磷化。磷化膜具有显微孔隙结构,对漆类、油类有良好的吸附能力,因此磷化常与涂漆等涂覆方法配合使用。在磷化后进行重铬酸盐填充、浸油或涂漆,能进一步提高其耐腐蚀性。弹簧在磷化过程中产生大量的氢气,因此经磷化后的弹簧具有氢脆现象。对于关键部位的弹簧,经磷化处理后应进行去氢处理。
2.3弹簧的非金属保护层
非金属保护层是在弹簧表面上浸涂或喷涂一层有机物质,如油漆、沥青、塑料等,以保护弹簧免遭腐蚀。非金属保护层,膜层较厚,化学稳定性好,有较好的机械防腐蚀作用,但硬度较低,易于刮伤损坏,同时膜层有老化现象。
 
 
3、影响弹簧疲劳强度的因素
   1)屈服强度:一般来说,材料的屈服强度越高,疲劳强度也越高。为了提高弹簧的疲劳强度应设法提高弹簧材料的屈服强度,或采用屈服强度和抗拉强度比值高的材料。对同一材料来说,细晶粒组织具有更高的屈服强度。
   2)表面状态:最大应力多发生在弹簧材料的表层,所以弹簧的表面质量对疲劳强度的影响很大。弹簧材料轧制、拉拔和卷制过程中造成的裂纹和伤痕等缺陷往往是造成弹簧疲劳断裂的主要原因。材料表面的粗糙度越小,应力集中越小,疲劳强度越高;在同一粗糙度的情况下,不同钢种及不同卷制方法疲劳极限降低程度也不同,如冷卷弹簧降低程度就比热卷弹簧小。因为热卷弹簧及其热处理加热由于氧化使弹簧材料表面变粗糙和产生脱碳现象,降低弹簧的疲劳强度。对材料表面进行磨削、强压、抛丸和滚压等都可以提高弹簧的疲劳强度。
   3)腐蚀介质:弹簧在腐蚀介质中工作时,由于表面产生点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源,在交变应力作用下就会产生裂纹而导致断裂。例如在淡水中工作的弹簧钢,疲劳极限仅为空气中的10~25%。
   4)温度:碳钢的疲劳强度,从室温到120℃时下降,从120℃到350℃又上升,温度高于350℃又下降,在高温时没有疲劳极限。在高温条件下工作时的弹簧,要考虑采用耐热钢。在低于室温的条件下钢的疲劳极限有所增加。