1 1 .材料
Mub ea 碟形彈簧的生產(chǎn)要求產(chǎn)品在滿足最大疲勞壽命要求的前提下獲得最小
松弛量。材料的選取直接影響彈簧性
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)用途,采用CK67 和50CR \性作
為彈簧材料即可滿足要求。這些材料的經(jīng)濟(jì)性和通用性非常適合第一組彈簧
( CK67 )和第二組、第三組彈簧(50Cr \廠4 )。此外,針對(duì)下述要求,可以選取
特殊材料。
高耐腐蝕性
在低/高溫環(huán)境下工作
耐磁性
Mubea 所用材料的性
參見材料表:
通常來說,表中提供的彈性模量只作為參考的實(shí)驗(yàn)值。但這些數(shù)值可以表
明彈簧特性隨工作溫度的變化情況:
表2 一36
11 . 1 標(biāo)準(zhǔn)材料
ck67 ( DIN 1 . 1231 )
ck67 是碟形彈簧低應(yīng)力應(yīng)用情況下的經(jīng)濟(jì)型鋼種,按OIN2093 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,該材料只適用于第一組彈簧(厚度<1 . 25 mm )。特殊情況下,也可用于百度小于4 mm 的彈簧。
SOCrV4 ( DIN 1 . 8159 )
SOCrV4 是碟形彈簧最常用的材料。由于其高合金成分,在一15 ℃ 至+ 150 ℃ 溫度范圍時(shí),可使彈簧具有最佳性能。如可降低彈簧耐久性,該材料最低應(yīng)幫溫度可達(dá)成協(xié)議25 ℃ ,如采用熱強(qiáng)壓處理,其最高應(yīng)有和溫度+200 ℃ 。該材料搞松馳性能優(yōu)于非合金鋼。
5 ICrMoV4 ( DINI . 7701 )
51Cr 、IoV4 ( DINI . 7701 )性能與50CrV41 . 8159 相似。由于加入T 鋁合金元素,材料厚度在40 mm 以下的工件均具有良好的淬透性。由于其韌性優(yōu)于50CrV4 。因此,該材料更適用于O ℃ 于是20 ℃ 溫度范圍。
11 . 2 耐磨性材料
由于較高的鎳合金含量,耐腐性材料在初始狀態(tài)下具有奧氏體晶格,因此不能象常規(guī)材料那樣采用奧氏體或馬氏體等溫淬火。而腐蝕彈簧鋼通過混合晶體變形、冷軋加工硬化(見DIN1722 封和沉淀硬化(x 7CrNIAll77 )來獲得強(qiáng)度。一定程度的冷扎加工硬化可使碟形彈簧獲得足夠的強(qiáng)度。因此,對(duì)該種材料的最大厚度有嚴(yán)格的限制。耐腐蝕材料碟形彈簧可以在極低溫度下使用,但其通過冷軋過程獲得的強(qiáng)度會(huì)在溫度高于十200 ℃ 時(shí)消失。
x 12CrKil77 ( DIKI . 4310 )
D 工N17224 標(biāo)準(zhǔn)的鎳鉻金x 12CrNi177 通常用于耐腐的碟形彈簧鋼。該鋼種可以通過冷扎加工硬化和沉淀硬化獲得強(qiáng)度:在軟化狀態(tài)下,x 12CrNi177 具有較高的磁性。冷軋加工硬化使其磁性進(jìn)一步提高。
x 7 CrNIAll77 ( DIKI . 4568 )
按照DIN17224 標(biāo)準(zhǔn),x 7 CrNIAll77 是一種沉淀硬化耐腐蝕彈簧鋼。該鋼種可以通過冷軋加工硬化和沉淀硬化獲得強(qiáng)度。在軟化狀態(tài)下x 7 CrNIAll77 具有較高的磁性。冷軋加工硬化使其磁性進(jìn)一步提高。
x 5 CrNIMo1810 ( DIKI . 4401 )
x 5 CrNIMo1810 是一種高耐腐蝕彈簧鋼并且很難被磁化。
11 . 3 熱穩(wěn)定材料
大部分熱穩(wěn)定材料都是馬氏體鋼。與標(biāo)準(zhǔn)材料相比,由于其高合金組分,在高溫條件下具有較低的蠕變傾向。表中所列的上限工作溫度均是基于長時(shí)間暴露在高溫條件下所得的結(jié)果。如工作時(shí)間較短(不到1 小時(shí)),彈簧還可短時(shí)間在高于表中所列溫度100 ℃ 的環(huán)境下進(jìn)行工作,而不影響其性能。在做碟形彈簧設(shè)計(jì)時(shí),必須謹(jǐn)記,材料的彈性模量隨溫度升高而減小,隨溫度降低而增大。因此,碟形彈簧在高于室溫時(shí)具有較高的承載力,低于室溫時(shí)具有較低的承載力。對(duì)于熱穩(wěn)定材料碟形彈簧的生產(chǎn)來說,脆性斷裂可以導(dǎo)致彈簧提前失效。
x 35CrMo17 ( DINI . 4122 )
鋁元素的添加使x 35CrMol 了具有較高的熱穩(wěn)定性。在其它一些應(yīng)用環(huán)境中,該材料也同時(shí)具有耐腐性。但由于碟型彈簧對(duì)材料強(qiáng)度的要求,其耐腐性是有限的。海水環(huán)境或與海水相似的環(huán)境中,該材料不具耐腐性。
x 22CrMoV121 ( Dl 入1 . 4923 )
該材料是含有熱穩(wěn)定性元素Chrome 的可熱處理鋁釩鋼,其應(yīng)用溫度范圍為一60 ℃ 至+3 50 ℃ 脆性斷裂可使x 22CrMoYT121 碟形彈簧提前失效。
11 . 4 抗磁性并耐腐蝕材料
該類材料通過沉淀強(qiáng)化而獲得強(qiáng)度。同時(shí)具有抗磁性和耐腐蝕性。CuBeZ ( DIN2 . 1247 )
CuBeZ 是沉淀強(qiáng)化銅彼合金,可在極低溫度下使用。但與其它材料相比,其彈性模量較小,因此承載能力也較低。此外,CuBeZ 具有良好的導(dǎo)電性。KIBeZ ( DIN2 . 4 132 )
除了上述性能之外,NIBeZ 適用于溫度提升的情況。表中所列的溫度都可以在不影響其性能的前提下短時(shí)間超過大約100 ℃ 。
11 . 5 耐高溫材料
鎳基合金中的一些沉淀強(qiáng)化材料用于碟形彈簧的生產(chǎn),適用于溫度提升的清況。這種材料具有較高的韌性和疲勞強(qiáng)度。設(shè)計(jì)耐高溫材料碟形彈簧時(shí),必須考慮到其抗拉強(qiáng)度低、屁服點(diǎn)小的特點(diǎn),否則加載損失的可能性將會(huì)增大。這種情況下,明確指明彈簧的上限工作溫度是不可能的。在加載狀態(tài)下,由于材料蠕變,碟形彈簧自由高度將會(huì)降低。該蠕變是溫度、時(shí)間和應(yīng)力共同作用的結(jié)果。例如,施加較小的載荷或縮短高溫下的工作時(shí)間,均可使碟形彈簧用于溫度提升的情況。因此,表中列出的溫度范圍只能用作參考,表明在該溫度下,碟形彈簧可以表現(xiàn)出與室溫時(shí)相同的性能。
必須注意,材料的彈性模量或多或少總會(huì)低于上限工作溫度時(shí)的彈性模量。鑒于這種情況,熱穩(wěn)定材料碟形彈簧的交貨期比較長。如果原料有庫存,交貨期與常規(guī)材料碟形彈簧相同。Nimonic90 比Inconel x 750 或Inconel780 更適用于極高溫度情況下,需要說明的是,熱穩(wěn)定性材料的成本通常都比較高。11 . 6 防腐蝕
氣氣心丟氣曰尸,,二乙月代內(nèi)尸1 , J 一.竺.r 聲呼,, l ? ~甲~' ? . , . . ,乙-甲呀甲吧~巴戶,尸心L 氣尸甲叫曰一盆盆,.悶卜., -今4 ‘即~甲.氣.1 入,, -戶于吧了尸甲叫
應(yīng)用 | 材料牌號(hào) | DI 琳寸料號(hào) | 20 ℃ 時(shí)的彈性模量 | 最大材料厚度( mm ) | 溫度適用范圍 | 曲型應(yīng)用 |
標(biāo)準(zhǔn)材料 | Cl 仍7 50CrMoV4 | 1 . 1231 1 . 8159 | 206 . 000 206 . 000 | 1 . 25 25 | 一10 至100 一20 至150 | 設(shè)備制造、機(jī)械制造汽車工業(yè) |
… 厚的材料 | 5 ICrMoV4 | 1 . 7701 | 206 . 000 | 40 | 一20 至15D | 設(shè)備制造 |
耐腐性 | X12CrNil77 X7CrNIAll77 XSCrNIMolslo | 1 . 4310 1 . 45468 1 . 4401 | 190 . 000 200 . 000 190 . 000 | 亡J 月D 乃乙,, 乃乙,孟 | 一150 至200 一200 至200 一200 至200 | 食品工業(yè)化學(xué)工業(yè) |
熱穩(wěn)性 | X35CrMo17 X30WCrV53 X22CrMoy121 | 1 . 4122 1 . 2567 1 . 4923 | 0 工U 工U 0 工U 工U 0 工U 工U O 〕 月匕9 n } n ) 0 Q 』 ?!? | a 20a | 一60 至300 一60 至350 一60 至350 | 鍋爐制造、電廠建造、爐子建造、化學(xué)工業(yè) |
抗磁、耐腐蝕 | CuBeZ NIBeZ | 2 . 1247 2 . 4132 | 135 . 000 200 . 000 | 勺〕 勺〕 | 一250 至300 一200 至350 | 電子工業(yè)、低溫技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù) |
高溫材料 | Inc one1718 Inc onel X 750 Nimonic 90 | 2 . 4668 2 . 4669 2 . 4669 | 200 . 000 2 14 . 000 206 . 000 | R 一八OR 一 | 一200 至500 一200 至500 一200 至600 | 鍋爐和爐子制造、化學(xué)工業(yè) |
涂層方式 | ||||||
涂層成份 | 涂層厚度 | 鹽霧試驗(yàn)的穩(wěn)定性按DIN021 | 磷化處理 | 鋅磷化+油 | ||
10 一15 | 磷化處理 | 鋅磷化+蠟 | ||||
10 一40 | 電鍍 | 鋅 | ||||
> 8 | 電鍍 | 鋅 | > 12 | |||
電鍍+鉻 | 鋅+鉻 | > 8 | ||||
電鍍+鉻 | 鋅+鉻 | > 12 | ||||
機(jī)械鍍鋅 | 鋅 | > 12 | ||||
機(jī)械鍍鋅+鉻 | 鋅+鉻 | > 12 | ||||
Delt 日下One | 磷酸鋅+鋅粉覆層 | 10 一15 | ||||
Delt 日Se 日l | 磷酸鋅 +有機(jī)油+油 | 10 一15 | ||||
化學(xué)鍍鎳 | 鎳 | 約25 | ||||