1 彈簧材料

為了保障彈簧能夠可靠地工作，其材料除應滿足具有較高的強度極限和屈服極限外，還必須具有較高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性、塑性和良好的熱處理工藝性等。表20-2列出了幾種主要彈簧材料及其使用性能。實踐中應用最廣泛的就是彈簧鋼，其品種又有碳素彈簧鋼、低錳彈簧鋼、硅錳彈簧鋼和鉻釩鋼等。圖20-2給出了碳素彈簧鋼絲的抗拉強度極限。

圖20-2 碳素鋼絲直徑與強度的關系

表20-2 主要彈簧材料及其許用應力

類別	代號	許用扭應力[tT]			許用彎曲應力[σb]/MPa		切變模量G/GPa	彈性模量E/GPa	推薦硬度范圍HRC	推薦使用溫度°C	特性及用途
		Ⅰ類彈簧	Ⅱ類彈簧	Ⅲ類彈簧	Ⅰ類彈簧	Ⅱ類彈簧
鋼絲	碳素彈簧鋼絲 Ⅰ,Ⅱ,Ⅱa,Ⅲ	0.3σb	0.4σb	0.5σb	0.5σb	0.625σb	81.5～78.5	204～202	-	-40～120	強度高，性能好，適于做小彈簧
	60Si2Mn 60Si2MnA	471	627	785	785	981	78.5	197	45～50	-40～200	彈性好，回火穩(wěn)定，易脫碳，適于做受大載荷的彈簧
	65Si2MnWA 60Si2CrVA	560	745	931	931	1167			47～52	-40～250	強度好，耐高溫，彈性好
	30W4Cr2VA	442	588	735	735	920			43～47	-40～350	高溫強度好，淬透性好。
	50CrVA								45～50	-40～210	高疲勞強度，淬透性和回火穩(wěn)定性好
不銹鋼	1Cr18Ni9Ti	324	432	540	540	677	71.5	193	-	-250～300	耐腐蝕，耐高溫，適于做小彈簧
	4Cr13	442	588	735	735	920	75.5	215	48～53	-40～300	耐腐蝕，耐高溫，適于做大彈簧
	Co40CrNiTiMo	500	666	834	834	1000	76.5	197	=	-40～500	耐腐蝕，高強度，無磁，低后效，高彈性
青銅絲	Qsi-3	265	353	442	442	550	40.2	93	HB90～120	-40～120	耐腐蝕，防磁好
	QSn4-3						39.2
	Qbe2	353	442	550	550	735	42.2	129.5	37～40		耐腐蝕，防磁，導電性及彈性好

注：
1.按受力循環(huán)次數N不同，彈簧分為三類：Ⅰ類N>106；Ⅱ類N=103～105以及受沖擊載荷的場合；Ⅲ類N<103。
2.碳素彈簧鋼絲按機械性能不同分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四組，Ⅰ組強度最高，依次為Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ組。
3.彈簧的工作極限應力tlim：Ⅰ類￡1.67[t]；Ⅱ類￡1.25[t]；Ⅲ類￡1.12[t]。
4.軋制鋼材的機械性能與鋼絲相同。
5.碳素鋼絲的切變模量和彈性模量對0.5～4mm直徑有效，>4mm取下限。

2 材料選擇

彈簧材料選擇必須充分考慮到彈簧的用途、重要程度與所受的載荷性質、大小、循環(huán)特性、工作溫度、周圍介質等使用條件，以及加工、熱處理和經濟性等因素，以便使選擇結果與實際要求相吻合。鋼是最常用的彈簧材料。當受力較小而又要求防腐蝕、防磁等特性時，可以采用有色金屬。此外，還有用非金屬材料制做的彈簧，如橡膠、塑料、軟木及空氣等。

3 彈簧制造

螺旋彈簧的制造工藝過程如下：

①繞制；
②鉤環(huán)制造；
③端部的制作與精加工；
④熱處理；
⑤工藝試驗等，對于重要的彈簧還要進行強壓處理。

彈簧的繞制方法分冷卷法與熱卷法兩種。

（1）冷卷法：簧絲直徑d≤8mm的采用冷卷法繞制。冷態(tài)下卷繞的彈簧常用冷拉并經預先熱處理的優(yōu)質碳素彈簧鋼絲，卷繞后一般不再進行淬火處理，只須低溫回火以消除卷繞時的內應力。
（2）熱卷法：簧絲直徑較大（d>8mm）的彈簧則用熱卷法繞制。在熱態(tài)下卷制的彈簧，卷成后必須進行淬火、中溫回火等處理。

對于重要的彈簧，還要進行工藝檢驗和沖擊疲勞等試驗。為提高彈簧的承載能力，可將彈簧在超過工作極限載荷下進行強壓處理，以便在簧絲內產生塑性變形和有益的殘余應力，由于殘余應力的符號與工作應力相反，因而彈簧在工作時的最大應力（見圖所示）比未經強壓處理的彈簧小。

具體還可以點擊下載：彈簧常用材料文檔