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2021
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弹簧的材料与制造工艺
弹簧在电动工具里应用非常普遍,如按键回弹的压缩弹簧、电圆锯动护罩复位用的拉伸弹簧、开关板机按压回弹的扭簧、碳刷压紧的蜗簧、离合脱扣使用的碟簧和轴向弹性压紧的波形弹簧
弹簧在电动工具里应用非常普遍,如按键回弹的压缩弹簧、电圆锯动护罩复位用的拉伸弹簧、开关板机按压回弹的扭簧、碳刷压紧的蜗簧、离合脱扣使用的碟簧和轴向弹性压紧的波形弹簧,这些弹簧作用有的是功能实现,有的是保证产品的可靠性,有的是提高产品的安全性,有的是提高人机的舒适性,可见是起着很重要的作用。下面以圆柱压缩弹簧为例介绍电动工具钢丝材料和制作工艺。
电动工具圆柱压缩弹簧常用材料有碳素钢丝(SW-A/B/C、60、65Mn、70)、琴钢丝(SWP-A/B/V)、油淬火回火钢丝(55CrSi、65Mn、50CrV、60Si2Mn)、不锈钢丝(如SUS302、SUS304)等。下表为几类常用材料的标准进行横向对比,供选材时参考:
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种类 |
标记 |
含碳量 |
适用线径 |
抗拉强度 |
使用场景 |
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高碳钢钢丝 JIS G3521-1991 |
热处理后进行冷加工 |
A种 |
SW-A |
0.24~0.86% |
0.08~10.00 |
1420~1670 |
一般 |
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B种 |
SW-B |
0.08~13.00 |
1670~1910 |
静载荷场景 |
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C种 |
SW-C |
1910~2160 |
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琴钢丝 JIS G3502-2013 |
铅淬火处理后进行冷加工 |
A种 |
SWP-A |
0.60~0.95% |
0.08~10.00 |
2010~2210 |
动载荷场景 |
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B种 |
SWP-B |
0.08~7.00 |
2210~2400 |
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C种 |
SWP-V |
1.00~6.00 |
1910~2160 |
用于阀门或类似 |
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冷拉碳素弹簧钢丝 GB/T 4357-2009 |
热处理后冷拉加工 |
低强度 |
SL型 |
0.35~1.00% |
1.00~10.00 |
1670~1910 |
低静载荷+低静应力 |
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中强度 |
SM型 |
0.35~1.00% |
0.30~13.00 |
1920~2160 |
中高静载荷或极少动载荷 |
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DM型 |
0.45~1.00% |
0.08~13.00 |
1920~2160 |
中高动载荷或剧烈弯曲场合 |
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高强度 |
SH型 |
0.35~1.00% |
0.30~13.00 |
2170~2400 |
高静载荷或轻度动载荷 |
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DH型 |
0.45~1.00% |
0.05~6.00 |
2170~2400 |
高静载荷或中动载荷 |
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机械用弹簧钢丝—第2部分:油淬火-回火弹簧钢丝 EN 10270-2∶2011 |
先加热转变为奥氏体,然后在油里或类似的淬火介质中淬火,在适当的温度下加热回火 |
低强度 |
FDC |
0.60~0.75% |
0.50~17.00 |
1810~2010 |
静态级 |
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TDC |
0.50~10.00 |
1750~1850 |
中疲劳级 |
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VDC |
0.50~10.00 |
1750~1850 |
高疲劳级 |
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中强度 |
FDCrV |
0.62~0.72% |
0.50~17.00 |
1900~2100 |
静态级 |
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TDCrV |
0.50~10.00 |
1860~2010 |
中疲劳级 |
||||
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VDCrV |
0.50~10.00 |
1860~2010 |
高疲劳级 |
||||
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高强度 |
FDSiCr |
0.50~0.60% |
0.50~17.00 |
2070~2260 |
静态级 |
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TDSiCr |
0.50~10.00 |
2080~2230 |
中疲劳级 |
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VDSiCr |
0.50~10.00 |
2080~2230 |
高疲劳级 |
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超高强度 |
FDSiCrV |
0.50~0.70% |
0.50~17.00 |
2280~2430 |
中疲劳级 |
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TDSiCrV |
0.50~10.00 |
2230~2380 |
中疲劳级 |
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VDSiCrV |
0.50~10.00 |
2230~2380 |
高疲劳级 |
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注:1、线径单位:mm;2、抗拉强度:以Φ1.2钢丝的抗拉强度做对比;单位:N/mm2; 圆柱压缩弹簧制造工艺步骤一般分为以下几步: ①卷制。依据旋向、外径、自由高度、总圈数来设置卷簧机,卷簧机自动卷制; ②回火。特别是冷拉丝,经过回火工艺可以稳定弹簧形状、释放拉丝和卷制过程的残余应力、提高弹簧疲劳强度; ③喷丸。可以去毛刺或表面缺陷,强化表面和抵消应力,是提高弹簧疲劳强度的重要手段; ④定形回火。喷丸工艺后,需要回火定形; ⑤压并。通过预压并几次,使得弹簧抵消预变形,后期弹力更稳定; ⑥磨端面。有端面磨平要求的弹簧需要此工序; ⑦表面处理。如发黑、电镀和涂覆等。
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