淺談彈簧材料的性能
機(jī)械彈簧就是充分利用材料的物理特性，通過一定的轉(zhuǎn)換方式來實現(xiàn)其儲存能量和釋放能量。材料的特性在一定程度上決定廠其彈簧的物理和力學(xué)特性，影響著彈簧的設(shè)計開發(fā)和特殊性能要求的提升。最常用的材料有金屬材料和非金屬材料兩大類。
現(xiàn)代新材料品種開發(fā)的日新月異，特別是新型的高強(qiáng)度金屬合金的不斷出現(xiàn)和提高，使機(jī)械彈簧有了更高的效能；同時原材料后續(xù)加工方法的不斷優(yōu)化，如結(jié)構(gòu)形狀、熱處理和表面質(zhì)量等，使彈簧的應(yīng)用和發(fā)展更能滿足其功能要求，進(jìn)一步提升了彈簧產(chǎn)品使用的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)特性。
近年來隨著化學(xué)橡膠工業(yè)的快速發(fā)展，聚氨酯類材料也廣泛應(yīng)用在彈簧產(chǎn)品上，在減振、減噪機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；氮氣或氣液為介質(zhì)的空氣彈簧也廣泛應(yīng)用于沖壓模具、主機(jī)減振、恒力器具、超高溫彈性結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域：
最常用的材料有金屬材料和非金屬材料兩大類：
常用的金屬材料有：彈簧鋼、彈簧用不銹鋼、彈簧用銅合金、鎳及鎳合金、彈簧用彈性合金、彈簧用其他特殊合金以及最近發(fā)展起來的超純凈彈簧鋼常用的非金屬材料有：聚氨酯類、橡膠類、塑料類、碳纖維以及氣體等特種材料。
彈簧材料應(yīng)具備的性能：
1、良好的塑性和韌性：在彈簧制造過程中材料需經(jīng)受不同程度的加工變形，因此要求材料具有一定的塑性。例如形狀復(fù)雜的拉伸和扭轉(zhuǎn)彈簧的鉤環(huán)及扭臂，當(dāng)曲率半徑很小時，在加工卷繞或沖壓彎曲成形時，彈簧材料均不得出現(xiàn)裂紋、折損等缺陷。同時彈簧在承受沖擊載荷或變載荷時，材料應(yīng)具有良好的韌性，這樣對提高彈簧的使用壽命會有很大的裨益。
2、嚴(yán)格的尺寸精度：許多彈簧對負(fù)荷精度有較高的要求，如氣門彈簧的負(fù)荷偏差不得大于規(guī)定負(fù)荷的5％—6％，以具有圓鋼絲的拉、壓彈簧為例，如果鋼絲直徑偏差為1％，負(fù)荷就會產(chǎn)生4％左右的偏差。由此可見，嚴(yán)格的尺寸精度對保證彈簧的質(zhì)量也是十分重要的。
3、好的均勻性：對材料的均勻性要求是指對材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、尺寸偏差等各項指標(biāo)要求均勻和穩(wěn)定一致。如果材料各方面性能不一致，會給彈簧生產(chǎn)帶來很大的困難，造成產(chǎn)品幾何尺寸、硬度、負(fù)荷等參數(shù)的離散性，嚴(yán)重的不均勻性甚至?xí)斐蓮U品。
4、優(yōu)良的表面狀態(tài)和疲勞性能：彈簧工作時表面承受的應(yīng)力最大，而疲勞破壞往往是從鋼絲表面開始的，對于用在重要場合的彈簧如氣門彈簧、閥門彈簧及懸架彈簧都等彈簧產(chǎn)品要求有幾百萬次，幾千萬次甚至更長的循環(huán)壽命，這就對材料的疲勞性能提出了很高的要求。
彈簧常見的故障
彈簧是一種利用彈性來工作的通用基礎(chǔ)零件。一般用彈簧鋼制成。用以控制機(jī)件的運動、緩和沖擊或震動、貯蓄能量、測量力的大小等，廣泛用于機(jī)器、儀表中。量大面廣、品種繁雜，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國民經(jīng)濟(jì)所有領(lǐng)域。
彈簧是機(jī)械產(chǎn)品中的重要基礎(chǔ)件之一。它的種類很多，按形狀劃分有：螺旋彈簧、板（片）簧、碟形彈簧、環(huán)形彈簧、平面（截錐）蝸卷彈簧等；按承載特點劃分有：壓縮、拉伸、扭轉(zhuǎn)等彈簧。還有按成形方式、材質(zhì)等劃分彈簧的方法。
彈簧承受的應(yīng)力主要有：彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、拉壓應(yīng)力和復(fù)合應(yīng)力等。
彈簧的故障模式主要有：斷裂、變形、松馳、磨損。其中最主析是斷裂和變形菜（松馳）。
