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日本高強(qiáng)度閥簧用鋼的技術(shù)動向
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司m.85978597.cn
更新時(shí)間：2015-03-20
日本高強(qiáng)度閥簧用鋼的技術(shù)動向
高強(qiáng)度閥簧用鋼的技術(shù)是與汽車發(fā)動機(jī)的技術(shù)開發(fā)同步發(fā)展的。在80年代初，異形斷面盤卷就作為汽車發(fā)動機(jī)用閥簧應(yīng)用于實(shí)際。后來，擴(kuò)大應(yīng)用于閥簧、離合器、自動變速器，目前仍主要應(yīng)用于這些零部件的制作。在對異形斷面閥簧這種需求背景下，對閥簧和離合器緩沖彈簧等，不僅要求要重視鋼材的成分設(shè)計(jì)，而且從零部件設(shè)計(jì)方面來看也強(qiáng)烈要求要小型化和高屈服強(qiáng)度化。在鋼材成分設(shè)計(jì)方面，雖然開發(fā)了添加Si、Cr、Nb、V、REM+加工熱處理的調(diào)質(zhì)處理技術(shù)，但也進(jìn)行了許多有關(guān)對標(biāo)準(zhǔn)鋼進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理和噴丸硬化處理等各種熱處理來提高強(qiáng)度和韌性的技術(shù)研究。
在90年代左右，汽車發(fā)動機(jī)開始采用渦輪增壓器，它是通過提高輸出功率和旋轉(zhuǎn)速度來提高發(fā)動機(jī)性能。隨著發(fā)動機(jī)輸出功率的提高，發(fā)動機(jī)內(nèi)的溫度會變得更高，因此要求閥簧必須具有在發(fā)動機(jī)環(huán)境下的耐熱性和抗殘余應(yīng)變性。Si可以有效提高耐熱性，因此Si-Cr系油回火高抗張強(qiáng)度鋼絲（OT）引人關(guān)注。另一方面，由于Si-Cr系的非金屬夾雜物難以控制，隨著強(qiáng)度的提高，擔(dān)心疲勞特性會下降，因此作為其措施之一，開發(fā)了高潔凈度彈簧用鋼絲。為在軋制過程中使粗大非金屬夾雜物變形，使其細(xì)化成無害晶粒度，因此還進(jìn)行了有關(guān)降低非金屬夾雜物融點(diǎn)的研究。另外，為進(jìn)一步提高疲勞強(qiáng)度，從90年代開始一般采用噴丸硬化處理。
從90年代后期開始使用抗拉強(qiáng)度從以往的1800MPa提高至1900～2000MPa的OT鋼絲。結(jié)果，由于彈簧鋼本身的硬度高，如果采用以往的噴丸硬化處理，無法獲得提高耐用性的效果。因此，新開發(fā)了硬噴丸和二段噴丸硬化處理等噴丸硬化處理技術(shù)并應(yīng)用于實(shí)際。另外，氮化處理應(yīng)用于閥簧也是從這一時(shí)期開始。
從2000年以后，隨著新型發(fā)動機(jī)的開發(fā)，對發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和輕量化、緊湊化的要求越來越高。由于對閥簧的強(qiáng)度要求更高，因此開始采用2100～2200MPa的OT鋼絲。在此情況下，不僅要調(diào)整合金成分，而且還對現(xiàn)有制作工藝進(jìn)行了改進(jìn)。另外，低溫彌散硬化成為了必不可少的工藝，對于低溫彌散硬化后的彈簧形狀變化，為了提高形狀和尺寸的控制精度，因此控制整個(gè)制作工序中的形狀變化的技術(shù)引人關(guān)注。
為降低汽車燃耗，要求發(fā)動機(jī)要小型化、發(fā)動機(jī)的工作由計(jì)算機(jī)控制等，因此今后閥簧的使用環(huán)境將越來越嚴(yán)酷。為此，要求閥簧強(qiáng)度不僅要高，而且對耐用性、韌性、材質(zhì)潔凈度和表面缺陷無害化等各種技術(shù)的要求要以往更高?？梢灶A(yù)計(jì)滿足這些技術(shù)要求的鋼材成分設(shè)計(jì)和制作技術(shù)的開發(fā)今后將進(jìn)一步加快。
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