发条弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用,所以要求发条弹簧钢有高的抗拉强度、弹性限、高的疲劳强度。在工艺上要求发条弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等碳素发条弹簧钢即含碳量WC在0.6-0.9范围内的质碳素结构钢。合金发条弹簧钢主要是硅锰系钢种,它们的含碳量稍低,主要靠增加硅含量Wsi提高性能;另外还有硌、钨、钒的合金发条弹簧钢。
发条弹簧的生产工艺:
发条弹簧钢可用电炉、平炉或氧气转炉生产;质量较好或具有特殊性能的质发条弹簧钢,用电渣炉或真空炉炼制。发条弹簧钢中碳、锰、硅等主要元素的规定含量范围较窄,冶炼时严格控制化学成分。硅含量较高时容易形成气泡等,钢锭锻轧后冷却不当时易产生白点。
因此,冶炼用的原材料干燥,尽量去除气体及夹杂物,而且要避免钢水过热。发条弹簧钢在轧制加工中须特别注意脱碳和表面质量。钢材表面严重脱碳时,会显着降低钢的疲劳限。对于高硅发条弹簧钢如70Si3MnA,应注意避免石墨化。因此,在热加工时停轧温度不应过低(≥850℃),避免在石墨化较易形成的温度范围(650~800℃)内停留时间过长。发条弹簧制成后经喷丸处理能使发条弹簧表层产生残余压应力,以抵销表层上的部分工作应力,抑制表层裂缝的形成,这可显着提高发条弹簧的疲劳限。