链条弹簧 用钢.docx
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链条弹簧用钢
链条钢
一、链条介绍
各业的机械设备链条是机械传动部件之一，由于它能够精确的传递动力，传动稳定，速比恒定，适应性强，不受尺寸的影响，维护方便等诸多优良的特性，被广泛应用于到各行上。
特别在当今高度自动化的生产设备上，链条已经成为机械传动的主要传动部件之一。
1、链条的种类
链条的种类：
链条的分类非常多，按用途划分可分为：
传动链条，输送链条，装饰链条，索紧链条和特种链条等。
按链条的结构来分：
可分为滚子链条，套筒链条，板式链条，尼龙托滚链，刮板链条，套环链条等。
2、链条钢执行的标准
链条钢执行2个国家标准和3个行业标准。
标准
国家标准
GB/T13795-1992工业链条用冷轧钢带
GB/T13796-1992工业链条用冷拉钢
行业标准
YB/T5064-1993自行车链条用冷轧钢带
YB/T5347-2006工业链条用冷轧钢带
YB/T5348-2006工业链条用冷拉钢
二、链条用钢的材质
我国链条生产企业链条的生产所用钢材质主要有以下品种：
45#钢（S45C）、A3（Q235）钢、40Mn、、45Mn、20MnSI、20Mn2、27MnV钢等。
1、碳素结构钢
中外标准钢号近似对照
中国
中国台湾
国际标准
俄罗斯
日本
韩国
德国
美国
法国
英国
欧洲
Q235A
SS400
E235Q
CT3cp*
SS400
SS400
S235JR
1020
S235JR
S235JR
S235JR
Q235B
SS400
E235B
CT3cp*
SS400
SS400
S235JRG1
1020
S235JRG1
S235JRG1
S235JRG1
Q235C
SS400
E235C
CT3cp*
SS400
SS400
S235J0
1021
S235JRG2
S235JRG2
S235JRG2
Q235D
SS400
E235D
CT3cp*
SS400
SS400
S235J2G3
1021
S235JRG3
S235JRG3
S235JRG3
2、优质钢素结构钢
中外标准钢号近似对照
中国
中国台湾
国际标准
俄罗斯
日本
韩国
德国
美国
法国
英国
欧洲
45
S45C
C45E4
45
S45C
SM45C
C45E
1045
C45E
C45E
C45E
40Mn
SWRCH40K
C40E4
CT6cp*
SWRCH40K
SWRCH40K
40Mn4
1039
40M5
080A40
C40
45Mn
SWRCH43K
C40E4
CT6cp*
SWRCH43K
SWRCH43K
Ck45
1046
45M5
080A47
C45
65Mn
-
C60E4
105060Γ
G4801S60CCSP
D375SM58C
CK67
1566
-
-
C67
3、合金结构钢
中外标准钢号近似对照
中国
中国台湾
国际标准
俄罗斯
日本
韩国
德国
美国
法国
英国
欧洲
20Mn2
SMn420
22Mn6
20Γ2
SMn420
SMn420
20Mn6
1524
20M5
150M19
-
30Mn2
SMn433
28Mn6
30Γ2
SMn433
SMn433
30Mn5
1330
32M5
150M28
-
三、国内链条材质的选用
由于链条广泛应用于机械传动机构中，尤其在摩托车、自行车（赛车）、汽车等机械中对其在拉力、耐磨、耐蚀方面要求具备较高的性能。
因此许多生产厂商在对其材质的选用及热处理方式上有所差异。
1、材质的选用
（1）通常链条由内、外链片（PLP、RLP）、小轴（PN）、布斯（BS）、罗拉（RL）及卡簧等零件组成。
由于习惯、认识及条件等因素上的差异，目前国内与外资生产厂商在材质的选取用上有所区别。
（2）国内厂商与外资厂商在所用材质上的主要区别是链板的材质。
国内由于40Mn板材较普通，国内生产厂商一般选用中碳钢40Mn来生产。
因材质中所含S、P、Si、Mn等化学元素含量较国外同类钢材宽，加之冲压商标时产生的应力等原因所致，或链板淬火后表面硬度偏低（HRC<40）若磨去表层，则其硬度可达50HRC），链条的拉力难以提高。
外资链条生产厂商一般选用优质进口钢材（SAE1035、35C等）或经试产后认为优良的国产板材，由于淬火后其表层（约15gm左右）存在大量的细针状M组织，而心部为条块状M组织，因此在同等链板厚度的条件下，经回火后其拉力较国内生产厂商生产的高。
例428链条，外资链条生产厂商一般选用1.5mm的板材，拉力要求>1800kN。
而国内链条生产厂商一般选用1.6mm厚的板材，拉力要求则为>1780kN。
（3）由于对链条性能（主要表现在抗拉强度、耐磨性、抗锈蚀及外观等方面）要求的不断提升，有研发能力的国内外生产厂商不断对PN、BS及RL的材质尤其是PN及BS的材质不断进行改进、探索以期生产出客户满意的产品。
因链条的拉力、尤其是耐磨性与之有关，只有不断提高、改善PN与BS间的间隙配合（4～8gm较理想）、使用材质、热处理方式及润滑等途径，才可大幅提升链条的耐磨性、拉力等性能。
例如国内有些厂商近期年用20CrMnMo作PN与BS的材质。
2、套筒滚子链的材质
滚子链是一种常用的传动链。
滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组成，内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
套筒滚子链的材质主要分别为：
名称
用钢
销轴
45#、45Mn、40Cr、20CrMnMo
链板
常见的有40Cr、65Mn，国内普遍选用20Mn、40Mn、45Mn制造，较少采用35钢。
而40Mn、45Mn钢板化学成分较国外S35C、SAEl035钢材范围宽。
其实链条的制造材料选择的很宽，主要看使用工况。
一般如上所述的低合金结构钢，也可采用不锈钢、碳素结构钢、高合金结构钢等。
滚筒
20CR、45#
3、摩托车链条
（1）材料的选择现状
摩托车链条按其结构分为滚子连和套筒链，它由内链板、外链板、套筒、滚子、及锁片等零件组成。
目前国内外厂商在材料的选用上有所区别：
国内外链条零件选用的钢材主要区别在内外链板上。
链板的使用性能要求有较高的抗拉强度及一定的韧性。
国内普遍选用40Mn、45Mn制造，较少采用35钢。
而40Mn、45Mn钢板化学成分较国外S35C、SAEl035钢材范围宽，且表层存在1．5％-2．5％厚度的脱碳。
国内外厂商近期选用20CrMnTiH钢替代20CrMnMo作销轴材料后，其链条拉伸载荷提高13％-18％，而国外厂商用SAE8620钢作销轴与套筒的材料也于此有关。
（2）摩托车链条钢发展趋势
摩托车链条在热处理技术方面，目前还处在发展阶段。
链条很难达到预期的使用寿命（15000h），为达到此要求，除了对热处理设备的结构、可靠性和稳定性要求更高之外，更要注意炉起成分的精确控制，即碳式和氮式的精确控制。
零件用钢的热处理要向微畸变、高耐磨方向发展。
为了大幅度提高销轴的拉伸载荷及表面的耐磨性。
摩托车链条用钢的发展方向，要突破用中低碳钢作链板、20CrMo系低碳合金钢作销轴用料的常规定式，改换低、中合金钢板作链板用料，提高销轴用钢料的含碳量。
4、矿用高强度圆环链
高强圆环链是煤矿刮板输送机上的关键件，它的质量和性能优劣将直接影响设备的工作效率和煤矿的煤炭产量。
长期以来，我国矿用高强度圆环链用钢比较成熟和生产使用较多的是25MnV钢，主要用于制造Φl8mm及其以下规格的矿用高强度圆环链产品，而大规格矿用高强度圆环链则使用高级优质链条用钢23MnNiMoCr54Mo（简称54钢）制造。
随着煤炭事业的发展，刮板运输机的功率越来越大，对矿用高强度圆环链的规格要求也越来越大，并且对产品性能要求越来越高，对C级和高于C级的更大规格矿用高强度圆环链需求量逐年增多。
研制比54钢性能更加优越的新钢种是矿用高强度圆环链用钢发展的必然趋势。
更高淬透性同时具有较高塑韧性和耐腐蚀性的方向发展。
新钢种要求有更高的强度、更高的淬透性和更好的回火稳定性以及良好的塑韧性、耐腐蚀性等，以便能制造高强度、高韧性的更大规格链条。
四、45#（S45C）链条钢产品需求与定位
近年来，汽车发动机的正时传动、机油泵传动、平衡轴传动等越来越广泛地采用了链传动系统，因其具有结构紧凑、传递功率高、可靠性与耐磨性高、设计型式多样、终身免维护等显著优点，克服了齿轮传动和皮带传动性能上的某些先天不足，并给汽车最终用户增添了新的使用价值，日益显示出其广阔的市场应用前景。
这些链条所用钢材大多以40Mn、45Mn、45#（S45C）等钢种。
1、45#钢市场
45#优质碳素结构钢，可以热处理，调质、淬火，也可以直接加工，比较常用。
45号钢可制造强度要求较高的零件，如曲轴、轴、活塞销、工夹具等零件。
45号钢经低温球化退火后，它可冷挤压为成形零件，如球头销、推力杆等。
45钢是轴类零件的常用材料，45号钢还广泛用于机械制造等，这种钢的机械性能很好。
但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42~46。
所以如果需要表面硬度，又希望发挥45#钢优越的机械性能，常将45＃钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。
2012年本钢、沙钢、包钢、江苏永钢等部分国内钢企努力扩大钢材出口规模，同比实现快速增长。
我国部分钢企2012年45号钢材出口情况
企业
2012年出口钢材（万吨）
同比增长
2012年钢材产量（万吨）
出口量占产品总量
新钢预计
85
804.41
预计10.6%
本钢集团
400
48%
1517.06
26%
本钢北营
153
34%
534
29%
沙钢
303
74%
2062.06
15%
石钢
32
18.75%
159.56
20%
莱钢
50
27%
1446.18
3.3%
包钢预计
101
20.10%
942.76
10.7%
江苏永钢*超过
116
193%
649
17.8%
衡钢超过
50
114.66
43%
唐钢（冷轧）
116
233
50%
目前，45#生产的钢厂比较广泛了，宝钢的45#钢的质量没得说，具有较强的竞争力。
45Mn较高含锰量的优质碳素钢，机械性能较好，一般直接做机械零件。
45Mn中碳调质钢，强度、韧性及淬透性均比45号钢高，调质处理后可获得较好的综合力学性能，切削加工性能尚好，但焊接性能差，冷变形塑性低，有回火脆性倾向，一般在调质状态下使用，也可在淬火和回火或正火状态下使用。
用于制造受磨损的零件，如转轴、心轴、曲轴、花键轴、连杆、万向节轴、啮合杆、齿轮、离合器盘、螺栓、螺母等。
从发展来看45Mn钢的需求将会增大。
2、产品定位
在石油、矿山、冶金、农机链条市场潜力巨大。
就产品而言，汽车链等中高档链条市场前景广阔；摩托车链条市场取向以中低档需求为主；农机链市场需求趋旺，为联合收割机和拖拉机配套的部分链条产品出现供不应求局面；输送链和大规格及异形链条等市场需求看好，将会成为企业追求的市场热点。
弹簧钢
一、弹簧介绍
弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。
钢的弹性取决于其弹性变形的能力，即在规定的范围之内，弹性变形的能力使其承受一定的载荷，在载荷去除之后不出现永久变形。
1、弹簧的种类与发展方向
在机电产品中，弹簧种类繁多，主要有以下类型。
1）以汽车、摩托车、柴油机和汽油机为主的配套弹簧和弹簧。
这类弹簧有气门弹簧、悬架弹簧、减震弹簧以及离合器弹簧等，用量较大，约占弹簧生产量的50%左右。
这类产品技术水平要求也高，可以说这些弹簧的技术水平具有代表性，它们主要是向高疲劳寿命和高抗松弛方向发展，从而减轻质量。
2）以铁道机车车辆、载重汽车和工程机械为主的大型弹簧和板弹簧，这些弹簧以热卷成型为主，是弹簧制造业的一个重要方面。
随着高速铁道的发展，车辆减震系统的升级，作为车辆悬架的热成型弹簧技术有较大的提高，这类弹簧主要向高强度和高精度方向发展以稳定产品质量。
3）以仪器仪表为主的电子电器弹簧，典型产品如电动机电刷弹簧、开关弹簧、摄像机和照相机弹簧，以及计算机配件弹簧、仪器仪表配件弹簧等。
这类弹簧中片弹簧、异性弹簧占较大的比例，不同产品对材质和技术要求差别较大。
这类弹簧主要向着既高强度化又小型化的方向发展。
4）以日用机械和电器为主的五金弹簧，如床垫、沙发、门铰链、玩具、打火机等。
这类弹簧需求量较大，但技术含量不高，给小型的弹簧企业提高了发展机会，这类弹簧主要是向小型化方向发展。
5）以满足特殊需要为主的特种弹簧，如纺织机械用摇架弹簧，要求有高的抗松弛性能；钢包滑水口用弹簧，要求有高的耐热性；矿山振动筛用悬架弹簧，不但要求有高的疲劳性能，而且要求有高的抗腐蚀性，因而采用橡胶金属复合弹簧：
为了满足车辆行驶时的舒适度，所采用的空气弹簧等。
6）目前出现的异性截面悬架弹簧和气门弹簧，从轻量化、节省空间，提高舒适性和改善弹簧应力分布考虑，比圆截面弹簧更为合理，但是这类弹簧材料价格高，弹簧制造工艺复杂，使得弹簧成本要高于圆截面弹簧。
因此目前还看不出异性截面弹簧取代圆截面弹簧的迹象。
2、弹簧钢的执行标准
我国弹簧的标准化工作在全国弹簧标准化技术委员会领导和组织下，已完成弹簧及弹簧制品标准52个，初步形成了体系。
我国弹簧及弹簧制品标准名称和标准号
序号
标准代号
标准名称
备注
1
GB/T1239.1—2008
冷卷圆柱螺旋拉伸弹簧
技术条件
2
GB/T1239.2—2008
冷卷圆柱螺旋压缩弹簧
技术条件
3
GB/T1239.3—2008
冷卷圆柱螺旋扭转弹簧
技术条件
4
GB/T1239.4—2008
热卷圆柱螺旋弹簧
技术条件
5
GB/T1239.6—1989
圆柱螺旋弹簧
技术计算
6
GB/T1973.1—1989
小型圆柱螺旋弹簧
技术条件
7
GB/T1973.2—1989
小型圆柱螺旋拉伸弹簧
尺寸及参数
8
GB/T1973.3—1989
小型圆柱螺旋压缩弹簧
尺寸及参数
9
GB/T2087—2001
圆柱螺旋拉伸弹尺寸及参数（半圆钩环型）
修订，已报批
10
GB/T2088—1997
圆柱螺旋拉伸弹（圆钩环压中心型）
11
GB/T2089—1994
圆柱螺旋压缩弹簧（两端并紧磨平或锻平型）尺寸及参数
修订，已报批
12
GB/T4142—2001
圆柱螺旋拉伸弹尺寸及参数（圆钩环型）
修订，已报批
13
JB/T10591—2007
内燃机气门弹簧
技术条件
14
GB/T2940—1982
柴油机用喷油汞、调速器、喷油器弹簧
技术条件
15
GB/T4036—1983
手表发条
16
GB/T4037—1983
手表游丝
17
GB/T1972—2005
蝶形弹簧
18
GB/T10867—1989
弹簧减震器
19
GB/T13828—1992
多股圆柱
螺旋弹簧
20
GB/T9296—1988
地弹簧
21
GB/T1805—2001
弹簧术语
22
GB/T1358—1993
圆柱螺旋弹簧
尺寸系列
23
JB/T6655—1993
耐高温弹簧
技术条件
24
JB/T10416—2004
汽车悬架用螺旋弹簧
技术条件
25
JB/T10417—2004
摩托车减震弹簧
技术条件
26
JB/T10418—2004
气弹簧
技术计算
27
JB/T6653—1993
扁钢丝圆柱螺旋
压缩弹簧
28
JB/T6654—1993
平面涡卷弹簧
技术条件
29
JB/T7366—1994
平面涡卷弹簧
技术计算
30
JB/T8584—1997
橡胶—金属螺旋
复合弹簧
31
JB/T9129—2000
60Si2Mn钢螺旋弹簧
金相检验
32
JB/T10802—2008
弹簧喷丸强化
技术规范
33
JB/T3338.1—1993
液压件圆柱螺旋压缩弹簧
技术条件
34
JB/T3338.2—1993
液压件圆柱螺旋压缩弹簧
技术计算
35
JB/T8046.1—1996
压缩气弹簧
36
JB/T8046.2—1996
可锁定气弹簧
37
JB/T7367.1—2000
圆柱螺旋压缩弹簧超声波
探伤方法
38
JB/T7757.1—1995
机械密封用圆柱螺旋弹簧
39
JB/T7283—1994
农业机械钢板弹簧
技术条件
40
JB/T5002—1994
农业机械钢板弹簧产品质量分等
41
JB/T3383—1983
汽车钢板弹簧台架
试验方法
42
JB/T3782—1984
汽车钢板弹簧金相检验标准
43
JB/T539—1984
汽车钢板弹簧销和吊耳
技术条件
44
ZB
T06001—1988
汽车钢板弹簧喷丸处理规范
45
QC/n29035—1991
汽车钢板弹簧
技术条件
46
QC/T29103—1992
汽车钢板弹簧质量分等规定
47
JB/T53394—2000
蝶形弹簧
产品质量分等
48
JB/T3396—2000
液压件圆柱螺旋压缩弹簧
产品质量分等
49
JB/T58700—2000
弹簧
产品质量分等总则
50
JB/T58701—2000
小型圆柱螺旋弹簧
产品质量分等
51
JB/T58702—2000
圆柱螺旋弹簧
产品质量分等
52
JB/T7944—2000
圆柱螺旋弹簧
抽样检查
弹簧除国家标准和机械工业部行业标准外，尚有国家军用标准（GJB）、航天行业标准（QJ）、航空行业标准（HB）、兵器工业部行业标准（WJ）、船舶总公司行业标准（CB）、冶金工业标准（YB）、铁道行业标准（TB）等。
二、弹簧用钢的材质
弹簧钢的的主要性能要求是高强度和高屈服极限和疲劳极限，所以弹簧钢材用较高的含碳量。
但是碳素钢的淬透性较差，所以在对于截面较大的弹簧必须使用合金钢。
合金弹簧钢中的主要合金元素是硅和锰，他们可以增强钢的淬透性和屈强比。
碳素钢用于直径较小的弹簧，工艺多为冷拔成型，如：
65#，75#，85#。
直径稍大，需用热成型工艺生产的弹簧多采用60Si2Mn，如汽车板簧，铁路车辆的缓冲簧。
对于高应力的重要弹簧可采用50CrV常用于高级轿车板簧，发动机气门弹簧等。
其他弹簧钢材料还有：
65Mn、50CrMn、30W4Cr2V等。
弹簧钢的牌号及主要用途
牌号
主要用途
60、70号
火车车厢的螺旋弹簧，一般机器上的圆、方螺旋弹簧，小型机械的弹簧
85
铁路车辆、汽车、拖拉机上承受震动的圆螺旋弹簧，板簧
65Mn
用于较大尺寸的各种扁、圆弹簧，如座垫板簧、弹簧发条、弹簧环、气门弹簧及轻载荷汽车和小汽车的离合器弹簧与制动弹簧等
55Si2M
汽车、拖拉机、铁道车辆的板簧、螺旋弹簧、车辆止回阀簧及其它高应力下工作的重要弹簧
55Si2MnB
汽车前后簧、副簧
60Si2Mn和60Si2MnA
汽车、拖拉机、铁道车汽上的板簧、螺旋弹簧，安全阀止回阀簧，制造承受交变负荷及在高应力下工作的大型重要卷制弹簧和受据烈磨损的零件
三、65Mn钢的产品需求与定位
65Mn成分简单，淬透性和综合力学性能、脱碳等工艺性能均比碳钢好，但对过热比较敏感，有回火脆性，淬火易出裂纹价格较低，用量很大。
1、65Mn钢的产品需求
65Mn钢用途广泛，主要生产成钢丝，钢带、用于制造各种截面较少的扁，圆弹簧，板簧和弹簧片、弹簧卡头等。
65Mn钢在汽车业，电子业，火车等交通运输工具用量很大。
它可制造圆锯片，用以高速切削各类型钢，钢管和钢筋。
高耐磨性零件，如磨床主轴、精密机床丝杆、切刀、螺旋辊子轴承上的套环、铁道钢轨等。
65Mn钢出口方面，2012年针对我国65Mn钢板产品出口发起的9宗商业救济调查案件，其中有4宗是东盟国家中的泰国、印尼和马来西亚发起。
在2012年，我国的65Mn钢出口形势在下半年虽有所好转，但从数据来看2012年1-12月，我国出口65Mn弹簧圆钢105万吨，上年同期为350万吨，同比下降70%。
预计2013年国际65Mn钢板商业摩擦事件将越来越多。
2、65Mn钢产品定位：
汽车用弹簧环，减振器和离合器簧片、刹车簧等产品需求较大；斗式提升机料斗刮板需求明显增长；小截面扁簧、圆簧、发条、气门弹簧等需求较为稳定。
铁路铁道钢轨的未来仍将有较大的需求。
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