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琴鋼絲

鎖定
琴鋼絲是一種經鉛浴淬火後冷拉而成高強度碳鋼彈簧材料,常見形式為圓線。琴鋼絲具有較高的抗拉強度彈性極限和耐疲勞特性,標準線徑範圍為0.08~10.0mm,1.0mm以下線徑琴鋼絲的強度在2000~3480MPa範圍,多數規格無法用其它材料替代。琴鋼絲主要用於做動載彈簧,應用於閥門彈簧時直徑範圍為1.0~6.0mm,且材料缺陷控制及銅含量限制略有差異。
中文名
琴鋼絲
外文名
PIANO WIRE
標準線徑範圍
0.08~10.0mm
原    料
碳合金鋼

琴鋼絲尺寸規格

表1 琴鋼絲的規格
標準
等級
直徑範圍/mm
應用
JIS G 3522
SWP-A
0.08~10.00
動載彈簧
SWP-B
0.08~8.00
動載彈簧,工作應力相對更高
SWP-V
1.00~6.00
氣門彈簧
ASTM A228
-
0.10~7.20
動載彈簧
GB/T 4357
DM
DH
0.08~13.0
0.05~13.0
中高動載彈簧,及需劇烈彎曲的線成型
線成型,受高靜載負荷或中等水平動載彈簧
EN 10270-1
DM
DH
0.28~20.0
0.05~20.0
同上

琴鋼絲技術標準

JIS G3522-2014
EN 10270.1 其中的D級
GB/T 4357 09版及之後的D級
ASTM A228
YB/T 5311 該標準水平和歐美日標準有差距,不推薦採用
原材料
琴鋼絲盤條標準對化學成分的要求:
表2 琴鋼絲盤條的成分標準
標準
C
Si
Mn
P≤
S≤
Cu≤
JIS
0.45~0.95
0.12~0.32
0.30~0.90
0.025
0.025
SWP-A/B0.20
SWP-V 0.15
GB(09)
0.45~1.00
0.10~0.30
0.50~1.20
0.020
0.025
0.12
ASTM
0.70~1.00
0.10~0.30
0.20~0.70
0.025
0.030
-
EN
0.45~1.00
0.10~0.30
0.40~1.20
0.020
0.025
0.12
所有標準都未指定鋼號,鋼號選擇與生產工藝設計有關,較多采用含碳約0.80%、0.82%或0.90%的材料。
GB/T 4357-2009的錳含量已討論修訂意見為調整為0.30~1.20%。
琴鋼絲標準對脱碳層深度及缺陷深度的要求:
表3 琴鋼絲的脱碳及缺陷深度要求
標準
脱碳深度要求
缺陷深度要求
JIS
SWP-A,SWP-B: 無有害脱碳層
SWP-V: 無全脱碳層,脱碳深度小於1.5%d和0.05mm
見表4
GB(09)
無全脱碳層,脱碳深度小於1.5%d
不大於直徑的1%
ASTM
不超過直徑的1.5%,且不大於0.15mm
不超過直徑的1.5%,且不大於0.15mm
EN
不超過直徑的1%
不超過直徑的1.5%
表面缺陷如裂紋、氧化皮壓入等。
表4 JIS G3522標準琴鋼絲的缺陷深度標準
直 徑
缺陷深度/mm
SWP-A,SWP-B
SWP-V
1.00<d≦2.00
≤0.02
≤0.01
2.01<d≦3.00
≤0.03
≤0.02
3.01<d≦4.00
≤0.04
≤0.02
4.01<d≦5.00
≤0.05
≤0.03
5.01<d≦6.00
≤0.06
≤0.03
6.01-8.00
≤0.07
-
8.01-10.00
≤0.08
-

琴鋼絲製造技術

4.1 盤條表面準備
拉拔前的常用酸洗磷化技術處理,上一層適合拉拔的磷化膜
4.2 拉拔半成品
拉拔鋼絲採用乾式拉拔或濕拉技術皆可,應控制好潤滑、模具和冷卻。
4.3 索氏體化熱處理
常用鉛浴淬火熱處理,細規格要進行兩次熱處理,在線完成酸洗磷化。
4.4 成品拉拔
成品拉拔技術和上述描述“4.2”類似,但要重視控制拉拔温度和鋼絲形態“卷型”。
4.5 塗油包裝
成品鋼絲需塗油包裝交貨,也可以不塗油交貨。
4.6 特殊工藝
特別的處理工藝如成品拉拔前的熱鍍鋅、拉拔成品後的鍍鎳、冷軋成異型、採用特殊不鏽鋼替代碳鋼等。

琴鋼絲材料特性

琴鋼絲的材料特性與應用特性的主要對應關係見表5。
表5 琴鋼絲材料特性與應用特性的主要對應關係
材料特性
應用特性
直徑
影響彈簧力值及力值的穩定性。
抗拉強度
主要影響彈簧的許用剪切應力;DM級鋼絲適合中高疲勞動載,DH適合中等水平動載。
表面缺陷
影響彈簧的疲勞壽命,也可能造成卷簧過程的斷裂。
脱碳層深度
影響彈簧的疲勞壽命
圈型
影響卷簧形狀尺寸的合格率。
扭轉
低扭轉常對應易導致卷簧斷裂的表面缺陷,或劇烈彎折時斷裂的低塑性狀態。