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所有彈簧產(chǎn)品中，氣門彈簧對(duì)材料要求為嚴(yán)格，特別是高應(yīng)力及異型截面氣門彈簧對(duì)材料要求近乎苛刻。例如，要求抗拉強(qiáng)度達(dá)到2000MPa；對(duì)氧化物、硫化物的夾雜物等級(jí)要求均達(dá)到0級(jí)；異型截面材料對(duì)曲率、長(zhǎng)短軸等有特殊要求。目前，國(guó)外氣門彈簧專用彈簧鋼生產(chǎn)主要集中在日本、韓國(guó)、瑞典，生產(chǎn)企業(yè)有日本鈴木、三興、住友、神鋼鋼線、韓國(guó)KisWire、瑞典Garphyttan等，幾乎壟斷了中國(guó)全部異型截面和高應(yīng)力氣門彈簧鋼市場(chǎng)。2000年以后，隨著新型發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和輕量化、緊湊化的要求越來(lái)越高，因此日本開(kāi)始采用2100-2200MPa的OT鋼絲。在此情況下，不僅要調(diào)整合金成分，還要對(duì)現(xiàn)有制造工藝進(jìn)行改進(jìn)，低溫彌散硬化成為必不可少的工藝。然而，低溫彌散硬化后的彈簧形狀發(fā)生變化，為了提高形狀和尺寸的控制精度，控制整個(gè)制造工序中的形狀變化的技術(shù)開(kāi)始引人關(guān)注。




（1）高速工具鋼
高速工具鋼是高碳高合金工具鋼，鋼中含碳量Wc為0.7%-1.4%，鋼中含有能形成高硬度碳化物的合金元素，如鎢、鉬、鉻、釩。
高速工具鋼具有高的紅硬性，在高速切削的條件下，溫度高達(dá)500-600℃硬度也不降低，從而保證良好的切削性能。
（2）彈簧鋼
彈簧在沖擊、振動(dòng)或長(zhǎng)期交變應(yīng)力下使用，所以要求彈簧鋼有高的抗拉強(qiáng)度、彈性極限、高的疲勞強(qiáng)度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質(zhì)量好等。
碳素彈簧鋼即含碳量Wc在0.6%～0.9%范圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（包括正常和較高含錳量的）。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種，它們的含碳量稍低，主要靠增加硅含量WSi（1.3%～2.8%）提高性能；另外還有鉻、鎢、釩的合金彈簧鋼。結(jié)合我國(guó)資源，并根據(jù)汽車、拖拉機(jī)設(shè)計(jì)新技術(shù)的要求，研制出在硅錳鋼基礎(chǔ)上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種，延長(zhǎng)了彈簧的使用壽命，提高了彈簧質(zhì)量。



與日本、德國(guó)、美國(guó)生產(chǎn)的齒輪鋼相比，中國(guó)齒輪鋼存在的差距主要是：鋼的牌號(hào)未形成系列化，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)落后；鋼的淬透性帶較寬，國(guó)外鋼的淬透性帶已經(jīng)達(dá)到4HRC，而中國(guó)在6-8HRC左右，并且不夠穩(wěn)定；鋼的純凈度較低，從日本、德國(guó)、奧地利等國(guó)進(jìn)口的齒輪鋼，其氧含量波動(dòng)在（7-18）×10-6，中國(guó)在（15-25）×10-6左右，并且非金屬夾雜物彌散程度不夠，分布不均，大顆粒夾雜物較多；晶粒度要求不同，中國(guó)齒輪鋼晶粒度級(jí)別一般要求5-8級(jí)，而日本特別強(qiáng)調(diào)滲碳齒輪鋼的晶粒度應(yīng)不粗于6級(jí)；日本開(kāi)發(fā)了低硅抗晶界氧化滲碳鋼系列，可使晶界氧化層降低到≤5μm，而SCM420H等Cr-Mo鋼為15-20μm；平均使用壽命短，單位產(chǎn)品能耗大，勞動(dòng)生產(chǎn)率低。此外，在軋制過(guò)程中如何保證疏松等低倍缺陷在很小且芯部范圍內(nèi)，也是中國(guó)未曾研究的領(lǐng)域，因?yàn)榈捅督M織缺陷會(huì)對(duì)零件后續(xù)加工以及熱處理變形帶來(lái)很多不利影響。




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