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高的强度限度和屈服限度外,还必须具有高的弹性限度、疲劳限度、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。实践中应用多的就是弹簧钢,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。
1:碳钢弹簧钢
这种弹簧材料(如65、70钢等)具有价格便宜、原料来源方便等优点,缺点是弹性极限低,反复变形后容易失去弹性,在130度下无法正常工作。
2:低锰弹簧钢
与碳素弹簧钢相比,这种弹簧钢(如65Mn)具有淬透性好、强度高的优点;缺点是淬火后容易产生裂纹和热脆性。但由于其低廉的价格,它经常被用来制造尺寸较小的弹簧,如离合器弹簧。
3:硅锰弹簧钢
由于加入了硅(如60Si2Mn),可以显著提高钢的弹性极限,提高回火稳定性。因此,可以在较高的温度下回火,以获得良好的力学性能。硅锰弹簧钢在工业上有着广泛的应用,多用于制造汽车、拖拉机的卷簧。
4:铬钒钢
向钢中添加钒(如50CrVA)的目的是细化钢的结构,提高钢的强度和韧性。这种材料具有良好的抗牛奶疲劳和抗冲击性能,可以在-40度到210度的温度下可靠地工作,但价格更贵。主要用于高需求场合,如用于制造航空发动机控制系统的弹簧。
此外,有些不锈钢、青铜等材料具有耐腐蚀的特点。青铜还具有磁性和导电性,因此常用于化学设备或腐蚀性介质中弹簧的制造。其缺点是不易热处理,机械性能差,在普通机械中很少使用。