如何选择适合汽车的弹簧材料

弹簧是一种重要的机械零件，它的基本作用是利用材料的弹性和弹簧本身的结构特点，在载荷作用下产生变形时，把机械功或动能转变为形变能；在恢复变形时，把形变能转变为动能或机械功。弹簧的种类很多，按形状分主要有螺旋弹簧、板弹簧、蜗卷弹簧几种，如图4-73所示。不同的弹簧用途不同：如汽车、拖拉机、火车中使用的悬挂弹簧，主要起缓冲或减震作用；汽车发动机中的气门弹簧，在外力去除后能自动恢复到原来位置，起到复位作用；钟表、玩具中的发条起储存和释放能量的作用。

图4-73　弹簧的种类

对弹簧材料的主要性能要求是：高的弹性极限和高的屈强比，高的疲劳强度以及一定的塑性和韧性。一些特殊弹簧还要求有良好的耐热性和耐腐蚀性。

中碳钢和高碳钢都可制作弹簧，但因其淬透性和强度较低，故只能用来制造截面较小、受力较小的弹簧。合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服极限较高的重要弹簧。

4.4.3.1　汽车板簧的选材(www.xing528.com)

汽车板簧用于缓冲和吸振，承受很大的交变应力和冲击载荷。其主要失效形式为刚度不足引起的过度变形或疲劳断裂。因此，对汽车板簧材料的要求是要有较高的屈服强度和疲劳强度。

汽车板簧一般选用弹性高的合金弹簧钢制造，如65Mn、60Si2Mn钢等。对于中型或重型汽车，板簧还采用50CrMn、55SiMnVB钢；对于中型载货汽车用的大截面板簧，则采用55SiMnV、55SiMnVNb钢制造。

板簧一般的加工工艺路线为：热轧钢板冲裁下料→压力成形→淬火、中温回火→喷丸处理。喷丸强化处理也是对板簧进行表面强化的重要手段，目的是提高板簧的疲劳强度。

4.4.3.2　气门弹簧的选材

气门弹簧是一种压缩螺旋弹簧，其用途是在凸轮、摇臂或挺杆的联合作用下，使气门打开和关闭。气门弹簧受力不是很大，可采用淬透性比较好、晶粒细小、有一定耐热性的50CrVA钢制造。其工艺路线为：冷卷成形→淬火、中温回火→喷丸处理→两端磨平。