弹簧在工作时材料截面的应力分布是不均匀的

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【导读】弹簧在工作时材料截面的应力分布是不均匀的，*大应力都出现在材料的表面，弹簧若发生疲劳断裂，其疲劳源亦大都起源于材料的表面，尤其是材料表面的缺陷部位，它往往是首先形成疲劳源的位

弹簧在工作时材料截面的应力分布是不均匀的，*大应力都出现在材料的表面，弹簧若发生疲劳断裂，其疲劳源亦大都起源于材料的表面，尤其是材料表面的缺陷部位，它往往是首先形成疲劳源的位置。故材料表面质量对弹簧的工作寿命影响很大。弹簧材料的质量标准中对表面质量均有规定和要求。但为确保弹簧质量，在投料前应对原材料的表面进行复检。

1．弹簧钢丝表面常见缺陷钢丝表面常见缺陷有下列数种。

a．裂纹主要是材料制造过程中造成的，裂纹沿拉拔方向延伸，深度可从百分之几mm到1mm以上，呈纵向分布。有裂纹的材料不能用来制造弹簧。

b．鳞皮材料坯料的氧化皮或杂质清除**造成的，用手触摸可感觉到材料表面粗糙不平，有时尖刺会刺入手指，轻微的鳞皮用手触摸时可能不被发现，但卷成弹簧后会发现弹簧表面有起皮或起皱的现象，鳞皮现象严重的材料不能用来制造弹簧，局部有鳞皮的卷成弹簧后要予以剔除，轻微的可以通过抛丸消除，有局部鳞皮现象的材料，可以考虑制造不重要的弹簧。

c．划痕和拉丝主要是拉拔时模具的孔不光洁或润滑**引起的，卷簧时滚轮、导丝板、顶杆等工具表面粗糙也会在弹簧的表面形成拉丝。原材料的拉丝一般沿拉拔方向分布。对划痕和拉丝深度不超过钢丝规定公差的可以制造要求不高的受静载荷的弹簧，不宜用来制造疲劳性能要求高的弹簧，如气门弹簧、柱塞弹簧等。

d．凹坑大多是杂质或氧化皮在钢丝拉拔时附着在钢丝的表面，以后又脱落形成凹坑，局部有凹坑的材料，卷成弹簧后应剔除其中表面有凹坑的弹簧。凹坑分布面很广的材料，则不宜用来制造弹簧。

e．锈蚀造成锈蚀的原因一是材料出厂前防锈**，另一种可能是保管不当所造成的，锈蚀轻微的材料，经砂纸轻轻打磨能去除。没有形成明显腐蚀坑的可以考虑使用，已造成腐蚀坑的则不宜用来制造弹簧。

f．发纹也称发裂，深度较浅，严重的发裂，目视可以观察到材料的表面有发状的细丝，

用手去拉发状细丝可以撕下，有发纹的材料不宜用来制造弹簧。

g．竹节这种钢丝用手触摸可以明显地感到粗细不均，似竹节，这种弊病大都是在拉丝

过程中造成的，以较细的钢丝为多见。有竹节的钢丝影响卷簧的工艺性能，造成卷簧时内外

径控制不稳，影响弹簧负荷。因此对内外径和负荷要求较高的弹簧，不能使用带有竹节的钢

丝，对内外径要求不高，而又无负荷要求的弹簧则可以考虑使用。

2．弹簧材料表面缺陷的检查碳素弹簧钢丝和琴钢丝的表面质量规定应作逐盘检查，检查方法是将材料表面的防锈油用软布揩干净后目视观察，必要时用不大于10倍的放大镜检查，允许有深度不超过钢丝直径公差之半的个别小拉痕。琴钢丝中用于制造阀门的F组钢丝，表面的划痕深度不得超过0．02mm。除目视检查外，直径lmm以上的琴钢丝应进行盐酸腐蚀试验，经酸蚀后的钢丝表面不得有裂纹、折迭等缺陷。酸蚀试验的抽样数量规定为10％，不少于3盘，取样部位为原材料的端头，试样可用拉伸试验后的试样或经350℃回火后的试样，浸置于煮沸的30％(质量分数)盐酸和70％的水溶液中。浸蚀时间：直径不大于2．0mm的钢丝约5min；大于2．0mm的钢丝为l0mm。试样取出后用碱水中和后清水冲洗干净，揩干后进行观察。

合金弹簧钢丝的表面质量规定，目视检查，允许深度为不使钢丝直径超出极限尺寸的局部凹坑和划痕。为了测量钢丝表面缺陷的深度，可用细砂纸清除表面缺陷后用精度为0．0lmm的量具进行测量。经磨光的铬钒合金弹簧钢丝的表面缺陷直径3mm以下的允许深度为0．0lmm，3mm以上的允许深度为0．02mm。

油淬火回火弹簧钢丝的表面缺陷允许深度见表1。

表1 油淬火回火弹簧钢丝的表面缺陷允许深度

牌号	钢丝直径／mm	检查方法	缺陷深度不大于
阀门用油淬火回火铬钒合金弹簧钢丝	≤2．O	目视	不可见
(YB／T5008)	＞2．0～6．0 ＞6．0	酸浸	钢丝直径的0．5％钢丝直径的0．7％
油淬火回火碳素弹簧钢丝	＜3．0	目视	不可见
(YB／T5103)	≥3．0	酸浸	钢丝直径的1．0％
油淬火回火硅锰弹簧钢丝	＜4．0	目视	不可见
(YB／T5104)	≥4．0	酸浸	钢丝直径的1．0％
油淬火回火铬硅合金弹簧钢丝	≤2．0		0．01mm
(YB／T5105)	＞2．0～6．0	酸浸	钢丝直径的0．5％
(YB／T5105)	＞6．0		钢丝直径的0．7％
阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝 (YB／T5102)		酸浸	钢丝直径的0．5％

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2007-04-07 13:18:07

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