如何正确的选择合适的弹簧材料

如何正确的选择合适的弹簧材料

弹簧的种类很多，同样制作弹簧的材料更多。所以说选择合适的弹簧材料是很重要的。

我们在选择弹簧材料的时侯，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。

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。实践中应用广泛的就是弹簧钢，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。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。新乡辉簧弹簧专业生产弹簧30年，欢迎前来洽谈合作。

我们应如何选择弹簧的材料

弹簧材料的选择应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、工作环境和服役期限等因素确定。开创弹簧机的李经理温馨提示，可从如下三个方面进行参考：1、在确定材料截面、形状和尺寸时，应优先选用国标和部标中所规定的系列尺寸、尽量避免选用非标准材料。

2、中小型弹簧应选用经过强化处理的弹簧钢丝，铅浴冷拔钢丝和油淬火回火钢丝具有较高的强度和良好的表面质量，疲劳性能高于普通淬火回火钢丝，加工简单，工艺性好，质量稳定。

3、大中型弹簧对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔或冷拔后磨光的钢材，对于载荷精度和应力较低的弹簧产品，可选用热轧钢材。

弹簧的选材有什么要求

高的强度为提高弹簧抗疲劳破坏和抗松弛的能力，弹簧材料应具有高的屈服强度 与弹性极限，尤其要有高的屈强比。在通常情况下，材料的弹性极限与屈服强度成正比，因此弹簧设计和制造者总是希望材料具有高的屈服强度.而弹簧材料的抗拉强度 和屈服强度 较接近，如冷拔碳素钢丝的 约为 的90%左右：由于抗拉强度比屈服强度容易测得，在材料交货中提供的都是抗拉强度，故在设计制造时一般都用抗拉强度作为依据。

但材料的抗拉强度并不是越高越好，强度过高会降低材料的塑性和韧性，增加脆性倾向。

材料抗拉强度的高低与其化学成分、金相组织、热处理状况、冷加工(拉拔或轧制)程度及其他强化工艺等因素有关。抗拉强度与疲劳强度也有一定的关系，当材料的在1600MPa以下时，其疲劳强度随抗拉强度的增高而增高。良好的塑性和韧性：在弹簧制造过程中材料需经受不同程度的加工变形，因此要求材料具有一定的塑性。例如形状复杂的拉伸和扭转弹簧的钩环及扭臂，当曲率半径很小时，在加工卷绕或冲压弯曲成形时，弹簧材料均不得出现裂纹、折损等缺陷。

同时弹簧在承受冲击载荷或变载荷时，材料应具有良好的韧性，这样对提高弹簧的使用寿命会有很大的裨益。
优良的表面状态和疲劳性能：弹簧工作时表面承受的应力最大，而疲劳破坏往往是从钢丝表面开始的，对于用在重要场合的弹簧如气门弹簧、阀门弹簧及悬架弹簧都要求有几百万次，几千万次甚至更长的循环寿命，这就对材料的疲劳性能提出了很高的要求。

弹簧选材从哪方面入手

选用弹簧要考虑：1、使用环境要求，这样有助于你选择不同材质的弹簧，比如有腐蚀性的场合，高温场合，低温场合，都对于弹簧材料有所限制；2、空间尺寸要求，需要了解你的安装空间有多大；3、减震效率要求，希望达到多少减震效率或缓冲效率也会影响弹簧选择。

我们应如何选择弹簧的材料

弹簧的质量好坏和经济与否，与弹簧材料选择得是否合理有很大的关系。一般，选择弹簧材料时，应考虑到弹簧的载荷性质、应力大小、尺寸规格、工作条件以及价恪等诸因素。

具体可遵循以下原则：1)在确定弹簧材料的截面形状和尺寸时，应优先选甩国家标准或部颁标准所规定的尺寸规格，尽量避免选用非标准规格的材料。

虽然正方形或矩形截面材料的螺旋弹簧，其弹性变形比能较高，可使弹簧的体积小型化，适用于空间位置小或受冲击载荷作用的弹簧，但是，由于正方形或矩形截面材料的来源短缺、价格较高，且弹簧成形比较困难，所以应尽量避免选用。圈截面弹簧材料直径系列见表3-9。2)冷拔（轧）弹簧材料的冷塑性变形的程度高，大多数成品钢丝在钢厂出厂时已经达到了所要求的机械性能，钢丝的表面质量高，弹簧制造工艺简单。对于中、小型弹簧，或疲劳寿命要求高的弹簧，应尽量选用冷拔（轧）或冷拔（轧）后磨光的弹簧钢丝或钢带。

碳素弹簧钢丝(I组、Ⅱ组、Ⅱa组、皿组)和重要用途的65Mn弹簧钢丝由于在冷拔加工的过程中产生了较大的残余应力，经低温回火后尺寸变化较大，因而影响弹簧的尺寸精度。对于弯曲半径较小的拉、扭弹簧以及钢丝直径较小的压缩弹簧，应优先选用这类钢丝。油淬火回火钢丝投有残余应力，冷成形时，弹簧的尺寸精度容易控制，低温回火后尺寸变化很小，特剐是因为没有残余应力，抗松弛性能比铅淬冷拔的碳素弹簧钢丝好。

对尺寸精度要求较高的弹簧和钢丝直径较粗并要求抗松弛性能好的弹簧，则应选用油淬火回火钢丝。3)在选择材料时，应结合材料直径或厚度考虑材料的淬遗性。常用弹簧钢在油中能淬透的尺寸见表3-10。

直径7mm以下的碳素弹簧钢可用油淬，对于尺寸稍大的各种弹簧，可用淬遗性较好的锰弹簧钢，如直径15mm的65Mn弹簧钢可在油中淬透，直径25mm的可用水淬。对于中等截面的螺旋弹簧、板簧和碟形弹簧可选用硅锰弹簧钢，如直径25mm的60Si2Mn钢可用油淬，对于承受重载荷大截面的弹簧，可选用淬透性更高的硅铬钢，铬钒钢，如60Si2CrA．50CrVA钢丝，直径45mm也可在油中淬透。4)对承受静载荷及有限作用次数的变载荷的弹簧，可选用65、70、60Si2MnA、65Si2MnWA和50CrVA等弹簧钢。

对承受变载荷或冲击载荷的弹簧和重要且不易维修的弹簧，可选用50CrVA和QBe2等材料。对要求耐腐蚀性能及防磁性能高、导电性能好的弹簧，可选用QS13-1，QSn4-3，Qsn6.5-0.1，QBe2,lCr18Ni9Ti和4Cr13等材料。5)对于在高温下工作的弹簧，如电站设备的安全阀、控制阀用弹簧、调速弹簧，气封弹簧片、转子发动机的刮片弹簧及压缩机的阀弹簧等，都提出了不同程度的耐热要求。目前，对于要求不高的耐热弹簧，常用60Si2CrA、50CrVA、60Si2CrVA、30W4CrlVA等。

某些不锈弹簧钢在300～400℃温度下也具有一定的耐热性。有些热作工具钢（如W18Cr4V等）由于其红硬性，耐热性能好，有时也可用作耐热弹簧材料。当要求使用温度在500℃以上时，则需选用高温弹性合金。弹簧钢和弹性材料的容许工作温度见表2-10。

在低温条件下，碳素弹簧钢、一般合金弹簧钢、3Cr13、4Cr13不锈铜以及弹簧用镍合金等可用到-40℃。