CN105316591A - 一种高性能弹簧的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种高性能弹簧及其制造方法。其化学成分为(重量百分比)：C:0.60-1.10％,Ni:0.4-1.1％,W:0.2-1.0％,Cr:2.0-5.0％，其余为铁。制备步骤为：⑴称量；⑵冶炼；⑶连铸，得到连铸坯；⑷将连铸坯加热到1000-1200℃；⑸在1100-900℃区间进行粗轧；(6)在900-700℃区间进行精轧。本发明制备的弹簧具有较高的弹性极限、屈服强度、抗拉强度，韧性强，适用于对强度和抗冲击性能要求较高的弹簧的使用。
Description
技术领域
本发明属于机械部件领域，特别是涉及一种高性能弹簧及其制备方法。
背景技术
弹簧，是各种机械中广泛使用的一种零部件，要求具有较高的综合力学性能，包括弹性极限、屈服强度、抗拉强度，而且还要有一定的韧性。
低碳钢具有较好的韧性，而且不含贵重的合金元素，因此价格较低，使其得以广泛应用到诸多领域，如钢筋、钢板等产品。但是弹簧的应用条件要求钢材要具备相应的弹性极限和屈服强度，防止应用过程中发生塑性变形。碳含量低的碳钢和合金钢的弹性极限和屈服强度都较低，不能满足这种要求。
含C成分较高的高碳钢的弹性极限和屈服强度较高，在应用过程中不容易发生塑性变形。但是这种钢的韧性较低，在使用过程中容易发生微裂纹，因此只适合生产对硬度要求较高的产品，而弹簧在应用过程中的受力情况很复杂，除了对强度要求高之外，还应该具有相应的韧性，因此，含C成分较高的高碳钢不适合生产弹簧。
基于上述原因，目前社会应用中迫切需要一种适宜的材质作为弹簧用钢。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，以本发明涉及的元素构成的合金钢材来生产高性能弹簧，上述合金钢材具有较高的弹性极限、屈服强度、抗拉强度，而且还有相应的韧性，适用于对强度和抗冲击性能要求较高的弹簧的使用。因此，采用本发明的上述钢材以及采用本发明的下述的制备方法就可以生产高性能弹簧，并且制备方法简单，耗能低，无污染。
本发明的一种高性能弹簧的制备方法：
本发明涉及一种合金碳钢，可大大提高钢的强度，并保持较好的塑性和韧性，适宜制造耐磨的机械零部件。
1.本发明上述高性能弹簧用钢的合金钢材元素及配比：
C碳:0.60-1.10％,Ni镍:0.4-1.1％,W钨:0.2-1.0％,Cr铬:2.0-5.0％，其余为铁。
2.本发明上述高性能弹簧钢的制备工艺为：除碳元素外，合金钢中还含有铬、镍、钨等其他合金元素。耐磨性、韧性、强度及硬度是工具钢最重要的特性，而上述合金元素有助于改善和优化这些力学性能，如果添加适宜的合金元素，还可产生在高温条件下防腐耐热和保持硬度、低温条件下保持强度等特性。
本发明上述高性能弹簧钢的制备要求按下述步奏实施，
(1)按要求称量各种原料；
(2)将原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼；
(3)连铸，得到连铸坯；
(4)将连铸坯加热到1000-1200℃；
(5)在1100-900℃区间进行粗轧；
(6)在900-700℃区间进行精轧。
本发明的有益效果：根据本发明涉及的元素制备的弹簧工具钢，该钢具有较高的弹性极限、屈服强度、抗拉强度，而且还有相应的韧性，适用于对强度和抗冲击性能要求较高的弹簧的使用。具有广阔的应用前景。
本发明的原料来源广泛，使用的材料为常见的化工元素，价格低廉。在制备工艺方面，本发明的制备工艺精良。综上所述，本发明具有较高的应用性和推广价值。
附图说明：
图1是弹簧钢的制备工艺流程图。
具体实施方式：
实施例1：
图1是弹簧钢的制备工艺流程图。
如图1所示，上述工具钢原料及配比为：
C:0.90％,Ni:0.4％,W:0.2％,Cr:2.0％，其余为铁。
钢的制备工艺为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼；
(3)连铸，得到连铸坯；
(4)将连铸坯加热到1000℃；
(5)在1100℃区间进行粗轧；
(6)在900℃区间进行精轧。
因此，本发明采用上述适宜的合金元素，有助于改善和优化这些力学性能，还可产生在高温条件下防腐耐热和保持硬度、低温条件下保持强度等特性。
本发明上述高性能弹簧钢的制备要求还可以按下述步奏实施；
实施例2：
图1是弹簧钢的制备工艺流程图。
如图1所示，上述工具钢原料及配比为：
C:0.50％,Ni:0.5％,W:0.4％,Cr:3.0％，其余为铁；
钢的制备工艺为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼；
(3)连铸，得到连铸坯；
(4)将连铸坯加热到1100℃；
(5)在1000℃区间进行粗轧；
(6)在800℃区间进行精轧。
因此，本发明采用上述适宜的合金元素，有助于改善和优化这些力学性能，还可产生在高温条件下防腐耐热保持硬度、低温条件下保持强度等特性。本发明上述高性能弹簧钢的制备要求还可以按下述步奏实施；
实施例3：
图1是弹簧钢的制备工艺流程图。
如图1所示，上述工具钢原料及配比为：
C:0.60％,Ni:0.7％,W:0.6％,Cr:4.0％，其余为铁。
钢的制备工艺为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼；
(3)连铸，得到连铸坯；
(4)将连铸坯加热到1150℃；
(5)在1000℃区间进行粗轧；
(6)在800℃区间进行精轧。
因此，本发明采用上述适宜的合金元素，有助于改善和优化这些力学性能，还可产生在高温条件下防腐耐热和保持硬度、低温条件下保持强度等特性。
本发明上述高性能弹簧钢的制备要求还可以按下述步奏实施；
实施例4：
图1是弹簧钢的制备工艺流程图。
如图1所示，上述工具钢原料及配比为：
C:0.70％,Ni:1.1％,W:1.0％,Cr:5.0％，其余为铁；
钢的制备工艺为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼；
(3)连铸，得到连铸坯；
(4)将连铸坯加热到1200℃；
(5)在900℃区间进行粗轧；
(6)在700℃区间进行精轧
因此，本发明采用上述适宜的合金元素，有助于改善和优化这些力学性能，还可产生在高温条件下防腐耐热和保持硬度、低温条件下保持强度等特性。
以上所述的实施例，仅仅是对本发明的所述实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计宗旨的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应属于本发明设计方案确定的保护范围内。
Claims (2)
1.一种弹簧用合金钢，其特征在于，其化学成分为
(重量百分比)：C:0.60-1.10％,
Ni:0.4-1.1％,
W:0.2-1.0％,
Cr:2.0-5.0％，其余为铁。
2.根据权利要求1所述的弹簧钢的制备方法，其特征在于，由下述步骤实现：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼；
(3)连铸，得到连铸坯；
(4)将连铸坯加热到1000-1200℃；
(5)在1100-900℃区间进行粗轧；
(6)在900-700℃区间进行精轧。
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