弹簧的常用材料选择有哪些？

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■ 弹簧的常用材料选择有哪些？

2022-06-29杭州远东弹簧厂

弹簧是利用弹簧材料的弹性，由弹性势能转化为动能从而发挥作用。理论情况下弹性越高的材料一般越好。不过在实际使用时，其材料还要切合材料的物理机械性质等条件进行取舍。

  一般材料的选择考虑的因素：
1：弹性限度：
  弹性限度是对材料施加力以后二产生形变，消除该力是，不残留变形的最大力所相对的应力，此数值很难测定，但相对来说抗拉强度愈高德材料，其弹性限度愈高，同时可通过热处理加工来改变弹性极限。

2：弹性系数：
  对弹簧材料施加力，产生单位应变是的应力称为弹性系数，在行业内也称为刚度，此值为弹簧设计的基体，弹簧材料的弹性系数主要取决于材料的化学成分，又因热处理加工而稍有变化。

3：疲劳强度：
  疲劳强度与材料的选材以及同种材料的抗拉强度有一定的关系，但又因表面状态、脱碳、热处理加工工艺、表面强化工艺等不同，而有较大差异。

4：淬火性：
  大型弹簧为了提高淬火效果，需要淬火性良好的材料，淬火性取决于材料的化学成分，铬钒钢油淬火临界直径为40mm，水淬临界直径为50mm；硅铬钢的油淬临界直径为50mm，水淬临界直径为60~70mm。

5：耐热性：
  部分弹簧使用工况为高温环境，通常弹簧材料的各种机械性能随着温度的上升而减小，通常情况下，碳素钢弹簧的最高使用温度为200℃，一般的合金钢的最高使用温度为250℃，而特殊的耐高温材料，最高使用温度可达600~900℃，如：Inconel-X750、Inconel-X718等。

6：耐腐蚀性：
  有的弹簧材料在腐蚀的环境下使用，会腐蚀疲劳的现象，耐腐性取决于材料化学成分，也会因生产工艺区别略有差异。

7：电传导性：
  电器、通讯器材常兼用为电传导，此时可以使用黄铜、磷铜、铍铜等铜合金金属作为弹簧基材使用。

8：膨胀系数：
  特种精密设备，如：钟表发条弹簧、精密仪器弹簧等，很忌讳温度变化所导致的伸缩，此时需要用到特殊的基材。

弹簧常用线材选择：
  1：琴钢线：（PIANO WIRE）
  是使用琴钢线材进行韧化处理，特殊的加工拉拔工艺，赋予线材良好的尺寸精度，良好的表面状态，以及良好的机械性能。琴钢线一般分为SWP-A；SWP-B；适用于强度较高荷重较重的，疲劳寿命要求较高的应用领域使用。

  2：碳钢线：（HARD DRAWN STEEL WIRE)
  碳钢线为较为常见的弹簧线材，在应钢线材韧化处理后，进行拉拔加工制造，其性价比较高，适用于普通的应用环境，适合无冲击荷重的弹簧，较为常见的碳钢线有：65Mn、72B、82A等。

  3：不锈钢线：（STAINLESS STEEL WIRE）
  不锈钢有软质线与硬质线，弹簧上使用的为硬质线，这是将不锈钢线材回火、酸洗、冷拉制成，耐腐蚀性优良，也有利于需要耐热、耐腐蚀的工况场合，部分牌号的不锈钢为了增强抗拉强度而增大含碳量，但过高的含碳量则有可能有应力腐蚀，易带磁性。常见的不锈钢牌号有：SUS304、SUS316、SUS202、SUS303、SUS410、SUS420、SUS430等。

  4：合金钢：（ALLOY STEEL）
  合金钢种类繁多，常见的牌号有：60Si2MnA、55CrSi、SEA9254、SWOSC-V、OTEV系列等。不同牌号的合金钢材料特性完全同，导致了不合金钢的最佳使用环境也不同，这时需要根据使用工况，每分钟弹簧往复频率，以及应力的不同，需要工程师选择适合的弹簧基材。

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