执行标准:GB/T 1222-2007
●特性及适用范围:
65Mn弹簧钢,锰提高淬透性,φ12mm的钢材油中可以淬透,表面脱碳倾向比硅钢小,经热处理后的综合力学性能优于碳钢,但有过热敏感性和回火脆性。用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。
65mn 强度.硬度.弹性和淬透性均比65号钢高,具有过热敏感性和回火脆性倾向,水淬有形成裂纹倾向。退火态可切削性尚可,冷变形塑性低,焊接性差。 受中等载荷的板弹簧,直径达7-20mm的螺旋弹簧及弹簧垫圈.弹簧环。高耐磨性零件,如磨床主轴.弹簧卡头.精密机床丝杆.切刀.螺旋辊子轴承上的套环.铁道钢轨等
化学成分
●化学成份:
碳 C :0.62~0.70
硅 Si:0.17~0.37
锰 Mn:0.90~1.20
硫 S :≤0.035
磷 P :≤0.035
铬 Cr:≤0.25
镍 Ni:≤0.30
铜 Cu:≤0.25
力学性能
●力学性能:
抗拉强度σb (MPa):825~925
屈服强度 σs (MPa):520~690
伸长率 δ10 (%):14~22.5
断面收缩率 ψ (%):不大于10
硬度:热轧,≤302HB;热轧+热处理,≤321HB
热处理
●热处理规范及金相组织:
热处理规范:淬火830℃±20℃,油冷; 回火540℃±50℃(特殊需要时,±30℃)。
金相组织:屈氏体。
●临界点温度(近似值)Ac1=726℃,Ac3=765℃,Ar3=741℃,Ar1=689℃,Ms=270℃。
●正火规范:温度810±10℃,空气冷却。[2]
●交货状态:热轧钢材以热处理或不热处理状态交货,冷拉钢材以热处理状态交货。
●供货规格:盘圆:Φ5.5~16mm
轧材:Φ16~160mm
锻材:Φ160~450mm
65Mn密度
65Mn密度 ρ=7.85克/立方厘米,该钢可以冷轧成钢板、钢带和钢丝,制作弹簧。65Mn也可以制作成如钳工的凿子、划针等工具。65Mn钢可制作一般截面尺寸为8~15mm左右的小型弹簧如各种小尺寸扁、圆弹簧,底垫弹簧、弹簧发条。
760℃×30min保温,再以20℃/h的冷速冷至700℃×6h再炉冷,得到完全的球化组织,尺寸均匀。
可根据客户要求生产各种规格、各种强度的钢丝。
弹簧钢丝的强度按品种、标准和规格的不同,抗拉强度等级可在1000-3000兆帕范围。
圆形弹簧钢丝的直径范围在0.08-20毫米。
弹簧钢丝的截面形状一般为圆形,也有长方、方、卵形等形状,成品钢丝一般是一卷卷交付,也有按直条交付的情况。
应用于不同环境的弹簧对钢丝有着不同的特殊要求。例如:工作在腐蚀介质中的弹簧要求有着良好的抗腐蚀性能;精密仪器中的弹簧要求具有长期的稳定性和灵敏性;高温环境中的弹簧要求有足够的弹性极限和抗蠕变性能[1]。
生拉弹簧钢丝工艺流程:(钢)盘条--表面处理-- 拉丝(床垫钢丝可用此法)
铅淬火弹簧钢丝:在盘条尺寸或冷拔的中间规格进行铅浴淬火,然后再进行表面处理和拉丝。
镀锌弹簧钢丝:通常在成品尺寸进行热镀或电镀,也有采用盘条酸洗热镀后冷拔到规定尺寸的。
油淬火弹簧钢丝:根据需要可采用碳钢或合金钢,表面处理并冷拔至成品尺寸后进行淬火回火处理,这种工艺在汽车悬挂簧及气门簧用钢丝上用得较多,普通弹簧当然也可以用。
表面处理:一般采用酸洗磷化,去除氧化铁皮,形成磷化膜;也有少数采用机械方法处理。目的都是满足冷拔拉丝工序的要求,获得光洁的表面。对于要求高疲劳寿命的弹簧钢丝,如气门弹簧钢丝,应对盘条进行扒皮处理,减少表层缺陷,如果钢厂能在钢坯上进行修磨,也有益于减少缺陷。
拉丝:成品拔程的拉拔工艺对产品性能的影响很大,一般采用90%左右的较大的总减面率(见面积减缩率)和较小的道次减面率(约10%-20%),以保证产品的韧性。对于高强度弹簧钢丝,拉拔时应控制各道次钢丝的出口温度低于150℃,防止钢丝因产生应变时效而出现扭转裂纹,这是造成钢丝报废的主要缺陷。为此,拉拔时必须有良好的润滑和充分的冷却,采用较小的道次减面率和拉拔速度有助于减少钢丝的温升。
热处理:碳钢弹簧钢丝常用铅浴淬火工艺,可获得非常细小的珠光体组织(索氏体),对于改善深度拉拔性能及弹簧性能都是有益的,铅浴的替代工艺流化床还未推广,只在一些小直径上有应用。合金钢丝一般采用退火热处理,使显微组织适应拉拔变形。不锈钢丝的热处理采用固溶处理,其目的也是改善组织以适应拉拔的需要。油淬火工艺用在成品钢丝上,采用感应加热或燃气、燃油加热炉,将钢丝加热至奥氏体化温度保温一段时间,淬火后再进行一次中温回火。虽然名义上叫油淬火,基本上都采用水淬火或加高分子材料的水淬火[1]。
特性用途
弹簧在弹性范围内使用,卸载后应回复到原来位置,希望塑性变形越小越好,因此钢丝应具有高的弹性极限,屈服强度和抗拉强度。屈强比越高,弹性极限就越接近抗拉强度,因而越能提高强度利用率,制成的弹簧弹力越强。
弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量,所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性,但起码要有能承受弹簧成型的塑性,以及足够的能承受冲击能量的韧性。
弹簧通常在交变应力作用下长期工作,因此要有很高的疲劳极限,以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。
在特定环境中使用的弹簧,对钢丝还会有一些特殊要求,例如:在腐蚀介质中使用的弹簧,必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧,应具有长期稳定性和灵敏性,温度系数要低,品质因素要高,后效作用要小,弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧,要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。
此外,还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧,弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大,绕制弹簧很困难,所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm,油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝,冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧
合金钢丝
我国合金弹簧钢丝分三类,合金弹簧钢丝,油淬火回火硅锰弹簧钢丝,阀门用油淬火回火铬硅合金弹簧钢丝,从发达国家合金弹簧使用现状来看,油淬火回火钢丝所占比例越来越大,日本工业标准(JIS)规定,合金弹簧钢丝全部以油淬火回火状态供货。
标准适用于制作高、中应力弹簧用合金弹簧钢丝,钢丝缠簧成形后需经淬火回火处理才能使用。
标准列出60Si2MnA、50CrVA和55CrSiA三个钢号,同时规定根据需方要求,可以供应其它牌号钢丝。
钢丝一般按冷拉状态交货,成品直径≤5.0mm检验抗拉强度σb≤1035Mpa,直径>5.0mm钢丝检验HB≤302,相当于轻拉状态。生产中大规格(Ф>8.0)成品冷拉减面率不超过25%,小规格钢丝(Ф≤5.0)减面率不超过30%。退火状态交货钢丝太软,极易产生死弯,缠簧时往往造成簧形不好,螺距不均。冷拉减面率偏大时钢丝太硬、缠簧时反弹大,粗簧成形困难。所以直接缠簧的钢丝以轻拉状态供货最合适。对于钢丝购回还要进行冷加工(如压扁、轧成异型截面等)的用户,应推荐选用退火状态交货钢丝。
为保证缠簧性能,成品钢丝进行缠绕试验,直径≤5.0mm钢丝在相当于钢丝直径1~2倍的芯棒上缠绕6圈,不得破裂和折断。
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