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本文導讀目錄：

1、彈簧的熱處理（一）

2、【東莞P20預硬化塑料模具鋼P20硬度密度用途材料】報價

3、瑞典進口718模具鋼 718模具鋼，

彈簧的熱處理（一）

　　彈簧失效的原因比較復雜，除了與設計、成形加工質量、安裝和使用是否正確等有關外，彈簧材料好壞和熱處理質量優劣是影響產品的關鍵因素。

　　彈簧性能好壞應包括彈簧材料、幾何形狀、尺寸精度和表面質量等內容，這其中，對彈簧性能的要求是重點。

　　由于彈簧是在彈性范圍內工作，不允許產生永久變形。

　　彈性好壞可用應變能或稱彈性比功（U）表示。

　　即彈性比功與材料彈性極限（σe或τe）的平方成正比，與材料的彈性模量（E）成反比。

　　要求彈性應變能大，也就是要求材料的彈性極限、屈服極限和屈強比要高。

　　另一方面，許多重要彈簧是在交變載荷條件下長期工作的，要求彈簧有很高的疲勞強度，同時要求有良好的抗應力松性能，減少水久變形，以便保證機電產品效率的正常發揮和儀表的工作靈敏性及可靠性。

　　因為應力松弛過程就是彈簧長期在室溫或較高溫度下工作、材料內部的微塑性變形逐漸轉變為永久變形的必然結果。

　　為了提高彈簧的使用壽命，對材料的冶金質量有很高要求。

　　例如：要求彈簧材料表面不應有裂紋或類裂紋、凹坑、刻痕等弊病，在彈簧加工過程中更不應產生上述缺陷，要求鋼質純凈(各種夾雜物含量要少、其形狀和大小應在1級以內)，第二相質點勻、細、圓、顯微組織均勻，不含脆性馬氏體等，盡可能堿少表面脫碳。

　　同時，要求材料尺寸公差應符合合同或有關標準進行。

　　彈簧的工況很復雜，有些彈簧是在較高或高溫下長期工作的，因此要求彈簧材料有良好的耐熱性，即有高的蠕變極限、蠕變速率、較小和較低的應力松弛率。

　　相反，有些彈簧是在嚴寒地帶工作，則要求村料有較高的低溫沖擊韌度、較低的脆性轉化溫度(θ或△TTRS低)，以免發生冷脆，這方面的性能與彈簧材料的化學成分和組織狀態有密切關系。

　　在腐蝕介質中工作的彈簧，其表層金屬與腐蝕介質發生化學或電化學反應，彈簧表層逐漸被腐蝕，易造成腐蝕脆性斷裂。

　　特別是在交變應力作用下，材料的疲勞極限將顯降低，彈簧更易發生腐蝕疲勞斷裂失效。

　　所以，在這種情況下使用的彈簧必須具有良好的耐蝕性能。

　　對于精密儀器和電器儀表中使用的彈性元件，則要求有高導電、無磁性、不產生火花或恒彈性等。

　　例如，銅合金彈性材料能滿足高導電性能要求，鈦合金、銅合金及奧氏體不銹鋼彈性材料能滿足無磁的要求，恒彈性合金的熱脹系數很小，彈性模量在-50+100°C之間基本上無變化，這是精密測量儀表及電子儀器中比較理想的彈性材料。

　　對于要求淬火而其截面尺寸又較大的彈簧，其鋼材應有相應的淬透性、較小的過熱敏感性和表面脫碳傾向。

　　只有這樣，才能保證彈簧表里組織和性能的一致性。

　　在冷、熱成形時要求材料有足夠的塑性和良好的彎曲、扭轉及纏繞性能，以便保證或提高彈簧的制造質量。

　　尺寸較小的彈簧，熱處理時變形大、難以校正，這很難保證彈簧產品質量。

　　這種情況就要選用已強化的彈簧材料進行冷成型，冷成形后只進行低溫退火，這樣更能保證大批量小彈簧的產品質量并且成本低廉。

　　國標、冶標號分別為：GB/T1222、GB/T4395、YB/T037。

　　彈簧鋼的含碳量（wt）在0.3%1.2%之間，其中，碳素彈簧鋼一般在0.6%0.9%范圍，屬于高碳鋼。

　　合金彈簧鋼的含碳量一般在0.45%0.70%范圍。

　　鋼中含碳量增加，能有效提高冷變形強化效果，獲得較高強度或馬氏體相變強化效果，獲得較高的彈性極限，這是彈簧鋼的主要優點。

　　但是，彈簧鋼尤其是碳素彈簧鋼有淬透性小、抗應力松弛性能不夠好、耐腐蝕性差以及彈性模量溫度系數較大等缺點，只能用于制造截面較小，工作溫度不高的彈簧。

　　為了改善上述不利因素，在鋼中加入Si、Mn、Cr、Ni、Mo、V、W、Nb、B等元素制成合金彈簧鋼。

　　在彈簧鋼標準的更替進程中，增刪了許多彈簧鋼鋼種。

　　但標準中的有限鋼種遠不能滿足工業的廣泛需求，因此，碳素工具鋼、高速工具鋼、超高強度鋼、不銹鋼、耐熱鋼中有不少牌號也被選入彈簧鋼材料當中，甚至還從銅基合金、鎳基合金、或鎳鉻基合金中選用某些牌號做特殊用途彈簧的材料。

　　各種彈簧鋼的熱處理工藝參數、熱處理后的力學性能及主要用途列于表5中，供參照。

　　▼表5熱軋彈簧鋼熱處理后力學性能（GB/T1222-1984）及應用舉例。

　　1.2.1彈簧鋼絲分類及其熱處理工藝原理。

　　彈簧產品的熱處理一般可分為中間熱處理和最終熱處理兩類：前者有退火(等溫退火、再結晶退火等)、正火及索氏體化處理。

　　主要目的是軟化，為冷拔工序準備良好的金相組織；后者有鉛浴淬火、油淬火-回火、形變熱處理及貝氏體等溫淬火等。

　　除冷拔彈簧鋼絲通過鉛浴淬火后經過多次拉撥達到所需的力學性能外，其他硬態彈簧鋼絲都是通過熱處理達到所要求的力學性能的。

　　常用彈簧鋼絲的冷拔和熱處理過程、工藝原理、質量問題及組織性能特點，見圖2和表6。

　　HOa-鉛浴淬火（索氏體化）HOb-油淬火。

　　HOc-低溫形熱處理HOd-貝氏體鄧文淬火。

　　冷拔彈簧鋼絲分為碳素彈簧鋼絲（GB/T4357）、重要用途的65Mn彈簧鋼絲（GB/T4358）。

　　在拉拔前，盤條經過索氏體化處理，以利于拉拔。

　　鋼絲的索氏體化俗稱鉛淬火或焙燉處理，設備示意圖見圖3。

　　1-放線架2-盤條鋼絲3-加熱爐4-鉛浴槽5-收線架。

　　處理時盤條2（或鋼絲）置于放線架1上，一般十幾根或幾十根同時連續地通過加熱爐3，在爐中運行一定時間將鋼絲加熱到900℃950℃后，浸入450℃600℃的鉛槽4中淬火，隨后出槽空冷或淋水冷卻，最后由收線架5收成盤圓。

　　這種熱處理使盤條獲得均勻細片狀索氏體，它具有優異的拉拔性能，斷面收縮率可以到80%90%以上。

　　熱處理后鋼絲經過酸洗、沾白灰拉拔，即可達到所需要的力學性能。

　　盤條在爐中淬火，淬火溫度t淬火（℃）主要根據鋼的含碳量及線徑大小而定，可以用下式計算：。

　　鋼絲在爐中的最短加熱時間τmin（s）可以用以下公式計算：。

　　也可以近似地認為與鋼絲直徑成正比，現場試驗確定參數。

　　彈簧鋼絲的熱處理是連續流水作業，通道式加熱爐長十幾米甚至幾十米，由鋼絲直徑大小，加熱爐長度及鉛浴槽長度可以確定鋼絲運行速度，用無級變速器來調節收線機的回轉速度。

　　鋼絲在爐中加熱過程中必須完成奧氏體化過程，將發生如下幾個轉變：。

　　鉛淬工藝容易出現的問題有：表面脫碳、組織粗大、先共析鐵素體量超標（標準規定≤5%）。

　　這是由于是鉛浴前端過熱、鋼絲通過鉛浴時間過快造成的。

　　另外，鉛淬也存在鉛蒸汽污染問題，對人體、環境有害。

　　所以鉛浴替代技術是這個行業值得重視的課題。

　　有人使用PAG水溶液、4%7%聚丙烯酸鈉水溶液等做淬火介質，還有用流態床做加熱和淬火介質的，小規格鋼絲也有人使用鼓風冷卻。

　　隨著控制手段的不斷發展，鉛浴替代技術將趨于成熟。

　　冷拔碳素彈簧鋼絲按絲徑不同共有46個規格，按用途和力學性能不同分為A、B、C三組，可參見GB/T4357。

　　A組抗拉強度較低，用于制造一般彈簧；B組居中，用于制造低應力彈簧；C組的抗拉強度最高，用于制造高應力彈簧。

　　此外，還有琴鋼絲用于制造具有重要用途的不經淬火、只進行去應力退火的彈簧。

　　它們按用途不同亦分為三組，即G1組，共15個規格，用于制造各種重要用途的彈簧；G2組，共有15個規格，用于各種高應力彈簧；F組，共9個規格，用于各種閥門彈簧，其強度高于普通碳素彈簧鋼絲，而且，其強度波動范圍亦較小。

　　例如，直徑0.2-1.4mm鋼絲，強度的上下限不得超過±40MPa，其他尺寸鋼絲的抗拉強度不得超過規定上下限±30MPa。

　　這類鋼絲對化學成分、顯微組織、表面質量、纏繞性能及疲勞壽命等都有更高的要求。

　　在彈簧設計中，材料的抗拉強度(σb)是一個關鍵性數據。

　　對于（GB/T4357）標準中A、B、C三組相應為：。

　　冷拔彈簧鋼絲應具有良好的工藝性能，見表8。

　　其中，琴鋼絲（特別是F組）要求比碳素彈簧鋼絲有更好的扭轉和纏繞性能，以利于成型，對鋼絲的表面質量要求也更高，以保證其疲勞壽命（琴絲的振動是一種高頻率的交變載荷）。

　　油淬火-回火鋼絲分兩類，一是普通質量的油淬火-回火鋼絲，用于制造重要的機械彈簧，二是專門用來制造閥門彈簧或其他要求高疲勞性能的閥門彈簧鋼絲。

　　主要不同點是后者冶金質量高，含有害雜質（P、S、O等）更少，表面質量更高，力學性能波動范圍更小等。

　　閥門用油淬火-回火鉻釩合金彈簧鋼絲（標準GB2211）,。

　　閥門用油淬火-回火碳素彈簧鋼絲（標準YB/T5102）,。

　　閥門用油淬火-回火硅錳合金彈簧鋼絲（標準YB/T5104）,。

　　閥門用油淬火-回火鉻硅合金彈簧鋼絲（標準YB/T5105）,。

　　下面分別敘述這類鋼絲的熱處理工藝、力學性能和發展趨勢。

　　1-放線架2-鋼絲3-加熱爐4-淬火油槽5-鉛浴回火槽。

　　6-收線架7-淬火油循環冷卻裝置8-冷接點（鉛浴）。

　　為了防止鋼絲表面脫碳，在加熱管中有保護氣氛(如滴入微量甲醇等)可獲得良好的效果。

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