弹簧综述
一、 弹簧的类型。
弹簧是机械运动中最为活跃、{zj1}动感的一种机械零件，它利用材料的弹性和自身几何形状结构上的特点，在工作中改变自身形态或尺寸产生变形，把机械功或动能转化为变形能，或反之转化。弹簧类型按形状分为圆柱螺旋压缩弹簧，拉伸弹簧、扭转弹簧、卡簧、发条弹簧、碟形弹簧、波形弹簧、环形弹簧、片弹簧、恒力弹簧等等。
名称结构特点变形方式备注
圆柱螺旋压缩弹簧弹簧线缠绕成螺旋状，有间距，可变化为塔形、中凸形、中凹形压缩变形材料截面有圆形、矩形、方形、菱形、圆管形等等
圆柱螺旋拉伸弹簧弹簧线缠绕成螺旋状，无间距，可变化为塔形、中凸形、中凹形拉伸变形材料截面有圆形、矩形、方形、菱形、圆管形等等
圆柱螺旋扭转弹簧弹簧线缠绕成螺旋状，二端引出受力，可变化为塔形、中凸形、中凹形扭转变形材料截面有圆形、矩形、方形、菱形、圆管形等等
卡簧弹簧线缠绕成圆形或特殊形状在特定方向变形材料截面有圆形、矩形、方形、菱形、圆管形等等
发条弹簧通常钢带在平面绕成蚊香形状的一盘状在平面绕轴变形
碟形弹簧片状圆盘压形成碟状沿圆形碟状的轴线压缩变形
波形弹簧钢带呈圆环形波状起伏沿轴线方向压缩变形
环形弹簧有内外圆环装压而成，工作时，内外圆环受挤压，致使内外圆环直径分别增大和缩小沿轴线方向压缩变形
多股钢丝绳弹簧三根或多根钢丝缠绕成钢丝绳状后缠绕成圆柱螺旋弹簧沿弹簧轴线变形能产生较大的变形
片、线、板状弹簧弹簧线、片、板制成特定形状在特定方向变形
恒力弹簧弹簧钢带绕成平面卷形、圈间紧贴无间隙，自由状态时任一段内半径处处相同钢带展直变形变形过程中负荷基本不变
钢板塔形弹簧（笋形弹簧）钢板（带）绕成塔形状沿轴线压缩变形，可压缩成饼状。重载，且空间小的场合.
除上述弹簧外，还有扭杆弹簧、金属——橡胶组合弹簧、金属弹簧——液压组合、汽车悬挂液压组合、弹簧吊架等。
二、 如何选用弹簧材料。
选用原则：在满足设计性能的基础上尽量选用标准的、货源充足的常用弹簧材料，如65Mn、70—C、60Si2MnA等等。
①一般常用弹簧材料，摘自于斯普弹簧快讯45期121页。
常用弹簧钢的主要特性和用途
材料牌号主要特性用途
碳素钢60、70热处理及冷拔强化后，有一定的强度、弹性、适当的韧性和塑性。淬透性差，容易产生裂纹。在淬火及中温回火后的条件下使用。适合于制造截面不大、一般用途的弹簧及弹簧圈75、85性能与70相近，强度略高，而弹性略低同上.锰钢65Mn在碳钢中加入锰，提高了材料的淬透性。脱碳倾向比硅钢小，但有过热敏感性和回火脆性。材料价格低、工艺性能好。广泛应用于各种中、小型尺寸规格的螺旋弹簧、平面蜗弹簧、弹簧片等硅锰钢55Si2Mn 55Si2Mn8 60Si2Mn 60Si2MnA 材料中加入了硅和锰，使得材料组织弹性极限和屈强比。热稳定性好，但变形塑性低，容易产生脱碳倾向。广泛应用于各种工作温度低于250℃的螺旋弹簧、仪表弹簧、安全阀门弹簧和碟形弹簧等锘硅钢55GrSi材料加入了，使得材料组织晶粒细化，提高了材料的强度和韧性。热稳定性好。是一种性能优良的合金弹簧材料有比较高的疲劳强度，作为阀门有的弹簧钢丝制成的弹簧，大多用于温度在300℃以下的高应力阀门、活塞弹簧，或者其他类似弹簧锘钒钢50CrVA材料加入了钒，使得材料组织晶粒细化，降低了过热敏感性，提高了材料的强度和韧性。热稳定性好。是一种性能优良的合金弹簧材料可用于大截面、高负荷、温度不超过300℃条件下工作的阀门、活塞、缓冲弹簧及喷油嘴等碳素 工具钢T8A T9A T10A经热处理淬火回火后，具有比较高的硬度、强度和韧性应用于要求不太高的弹簧、弹簧片等.
以上常用材料分为二种状态供货，一种是软态（退火态），弹簧制作成形后需淬火回火后方可使用。另一种是硬态，即已经过热处理和冷变形强化后状态供货。弹簧成形后只需去应力回火即可使用。
②特殊用途弹簧材料
材料牌号主要特性及用途备注
马氏体不锈钢3Gr13
4Gr13马氏体内不锈钢一般以软态供货，成形后需淬火回火。用于少量腐蚀场合常用较大截面材料场合。
奥氏体不锈钢0Gr18Ni9 1Gr18Ni9奥氏体不锈钢，已经冷拉《轧》加工，成形后只须去应力回火。耐腐蚀性较强常用于一般耐腐蚀场合，用量广。
沉淀硬化不锈钢成形后须经时效强化，耐腐蚀性强。强度高。
耐高温弹簧钢能耐200—700℃各种不同温度 .见JB/T 6655—1993 耐高温弹簧技术条件恒弹性合金钢具有低的弹性模量温度系数及较高的弹性和强度。常用于仪表弹性元件。见 YB138—73
三、 弹簧设计中应注意的几个问题。
1. 不要盲目在弹簧图纸上标注热处理HRC的硬度要求。
常用小弹簧通常采用的弹簧钢丝是派登脱<铅溶等温淬火热处理>的冷拉钢丝。通常这类钢丝直径小于10毫米，这类钢丝是经过热处理和冷拉的综合强化，具备了弹簧材料所要求的机械强度。但其表面硬度都不高，一般只有HRC30—35，弹簧成形后，只需进行去应力回火即可使用。国家标准GB4357—89，和GB4358—89都给出了这类钢丝的机械性能。
另一类弹簧是用软态《退火态》钢丝或钢板制成，那么就需要进行热处理淬火回火，表面具有一定的硬度才能满足弹簧性能的要求，这类弹簧的图纸上可标HRC硬度要求。
2. 不要随意增加弹簧检测点的数量。
随意在弹簧图纸上注明二点以上有的甚至高达8点的负荷检测点，只会大大的增加弹簧的制造成本，降低合格率。如果不是特别的要求，一般的弹簧在机械传动中只需1—2个负荷检测点。而实际上由于弹簧几何结构上的特点，弹簧生产中存在的几何尺寸误差和热处理回弹变形误差都会影响弹簧的实际负荷。使得实际负荷——变形不是一条直线。{zj0}的设计应是在满足机械传动的要求前提下，检测一点工作点的负荷，以及保证有一定的安装弹力就可以了。
3. 对要求工作次数寿命＞104以上的弹簧，应进行弹簧的疲劳寿命验算。特别是要求106以上寿命的弹簧，更要进行寿命验算。一般来说，工作应力越小，工作振幅越小，则寿命越长。因此，对于高寿命的弹簧，应尽可能在机械结构设计时预留足够大的空间。尽可能降低弹簧工作的应力幅，降低弹簧的极限工作应力。不同的弹簧材料所允许的疲劳极限应力不同。客户可参阅其他设计资料。为 提高弹簧的寿命可采取如喷丸、强压等特殊工艺，这些强化手段可提高疲劳寿命15%—25%。
四. 如何选择弹簧的表面保护
弹簧表面一般可进行处理，如发黑（蓝）、磷化、电镀、喷塑等。近年来，又出现了锌铬膜<达克罗DACROMET>达克罗保护层具有{jj0}的耐蚀能力，是传统电镀层耐蚀能力的7—10倍，不存在电镀工艺的氢脆。且附着力强，特别适合弹性材料的表面保护。
达克罗处理的产品表面是银白色。表面处理主要特性及用途耐腐蚀特性氧化处理<发黑、发蓝>常用弹簧保护一般在空气中保持3个月,电镀用于要求较高的保护一般空气介质中保护3个月~2年.磷化处理防绣能力高于氧化处理，能耐400℃高温一般用于重要用途零件防护如火炮枪枝零件，或作为其他保护层的前处理非金属保护层、油漆、喷塑、电泳漆等防腐蚀能力较强，适用面较广防腐蚀 能力较强，特别是电泳漆漆，目前用于汽车表面的前处理特种防锈油防护常用于冰箱压机弹簧无氢脆，工艺简单、环保无污染产生。
