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SK4弹簧钢生产工艺:一般弹簧钢可用电炉、平炉或氧气转炉生产；质量较好或具有特殊性能的优质弹簧钢、用电渣炉或真空炉炼制。弹簧钢中碳、锰、硅等主要元素的规定含量范围较窄、冶炼时必须严格控制化学成分。硅含量较高时容易形成气泡等缺陷、钢锭锻轧后冷却不当时易产生白点。因此、冶炼用的原材料必须干燥、尽量除去气体及夹杂物、而且要避免钢水过热。弹簧钢在轧制加工中须特别注意脱碳和表面质量。钢材表面严重脱碳时、会显著降低钢的疲劳极限。





对于高硅弹簧钢如70Si3MnA、应注意避免石墨化。因此、在热加工时停轧温度不应过低(≥850℃)、避免在石墨化较易形成的温度范围(650～800℃)内停留时间过长。弹簧制成后经喷丸处理能使弹簧表层产生残余压应力、以抵销表层上的部分工作应力、抑制表层裂缝的形成、这可显著提高弹簧的疲劳极限。
SK4弹簧钢热处理:弹簧钢要求较高的强度和疲劳极限、一般在淬火+中温回火的状态下使用、以获得较高的弹性极限。热处理工艺技术对弹簧内在质量有着至关重要的影响。因此、如何进一步提高弹簧疲劳寿命、需进一步研究、尤其是化学表面改性热处理、喷丸强化等都对弹簧疲劳寿命产生重要影响。




油淬火—回火弹簧钢丝发展历史简要回顾油淬火—回火弹簧钢丝生产技术起源于欧洲、目前其代表企业为瑞典佳菲腾公司。和比利时贝卡尔特公司。不久该项技术扩散到日本、目前其代表企业为神户、住友、高周波等。我国在70年代初期开始研究自己的油淬火—回火弹簧钢丝生产技术。
在我国油淬火—回火弹簧钢丝生产技术研究的过程中、原北京特殊钢厂所属拔丝车间的工程技术人员和原北京钢铁学院(北京科技大学)的教师生做出了突出贡献。1974年10月原北京特殊钢厂所属拔丝车间成功地将该项技术投入大生产、揭开了我国油淬火—回火弹簧钢丝生产的新篇章、并保持了该厂近二十年独步国内市场的局面。




其间在计划经济的体制下有些钢铁企业也曾将该项技术投入试生产、但因机制问题、工艺技术问题等而未能实现。改革开放以后特别是近几年、随着汽车行业、摩托车行业、柴油机行业、机械行业的迅速发展、及目前我国逐步成为世界加工基地的发展趋势。和利益诱惑使得各种资本竞相进入该行业。陆续出现了如郑州金属制品研究院、中试二厂、河南裕丰、河南鹤壁、郑州新亚、天津棣华、天津鑫浩、江苏神王、上海三联、湖南斯普凌、南京东吴、浙江海纳等十几家油淬火—回火弹簧钢丝生产厂家。而且目前仍有国内外资本投向该行业。





二、油淬火—回火弹簧钢丝工艺技术发展历史简要回顾我国在油淬火—回火弹簧钢丝生产技术研究过程中、主要参照了瑞典和日本的技术标准和工艺思路。但在研发的初期由于工艺技术问题、设备问题、生产效率问题、产品成本问题、而走了一段弯路。直到80年代末、90年代初期、我国油淬火—回火弹簧钢丝生产工艺才基本稳定下来、按目前国内常用材质来说其产品稳定性按高低依次如下：50CrVA、60Si2MnA、65Mn、70#、82B、55CrSi、SUP12、SAE9254、55CrSiV。





三、我国油淬火—回火弹簧钢丝产品质量发展历史简要回顾我国油淬火—回火弹簧钢丝产品质量从不稳定到基本满足中低端弹簧产品的需求、碰到了许多质量问题。有些问题现已解决、有些问题仍需进一步研究对策加以解决。现已基本解决的问题：1、钢丝脆断问题(自然断裂和绕簧断裂)2、脱碳问题(加工过程不良所致)3、裂纹问题(原材料问题、加工过程不良)4、尺寸不均问题(加工过程不良)5、小镰刀弯问题(加工过程不良)6、尺寸精度问题虽然上述单项问题、国内基本已解决。





(4)钨(W)钨在钢中除形成碳化物外、部分地溶入铁中形成固溶体。其作用与钼相似、按质量分数计算、一般效果不如钼显著。钨在钢中主要样图是增加回火稳定性、红硬性、热强性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。因此它的主要用于工具钢、如高速钢、热锻模具用钢等。
钨在优质弹簧钢中形成难熔碳化物、在较高温度回火时、能缓解碳化物的聚集过程、保持较高的高温强度。钨还可以降低钢的过热敏感性、增加淬透性和提高硬度。65SiMnWA弹簧钢热轧后空冷就具有很高的硬度、50mm2截面的弹簧钢在油中即能淬透、可作承受大负荷、耐热(不大于350℃)、受冲击的重要弹簧。30W4Cr2VA高强度耐热优质弹簧钢、具有大的淬透性、1050～1100℃淬火、550～650℃回火后抗拉强度达1470～1666Pa。它主要用于制造在高温(不大于500℃)条件下使用的弹簧。
由于钨的加入、能显著提高钢的耐磨性和切削性、所以、钨是合金工具钢的主要元素。






(5)钒(V)钒和碳、氨、氧有极强的亲和力、与之形成相应的稳定化合物。钒在钢中主要以碳化物的形式存在。其主要作用是细化钢的组织和晶粒、降低钢的强度和韧性。当在高温溶入固溶体时、增加淬透性;反之、如以碳化物形式存在时、降低淬透性。钒增加淬火钢的回火稳定性、并产生二次硬化效应。钢中的含钒量、除高速工具钢外、一般均不大于0.5%。
钒在普通低碳合金钢中能细化晶粒、提高正火后的强度和屈服比及低温特性、改善钢的焊接性能。
钒在合金结构钢中由于在一般热处理条件下会降低淬透性、故在结构钢中常和锰、铬、钼以及钨等元素联合使用。钒在调质钢中主要是提高钢的强度和屈服比、细化晶粒、捡的过热敏感性。在渗碳钢中因能细化晶粒、可使钢在渗碳后直接淬火、不需二次淬火。
钒在弹簧钢和轴承钢中能提高强度和屈服比、特别是提高比例极限和弹性极限、降低热处理时脱碳敏感性、从而提高了表面质量。五铬含钒的轴承钢、碳化弥散度高、使用性能良好。
钒在工具钢中细化晶粒、降低过热敏感性、增加回火稳定性和耐磨性、从而延长了工具的使用寿命。




但综合起来看、这些问题仍影响着油淬火—回火弹簧钢丝的综合性能。具体表现为钢丝通条性能不稳定、导致弹簧不稳定性增大、特别汽门弹簧疲劳寿命达不到规定要求。要缩小我国油淬火—回火弹簧钢丝与国外产品质量的差距、应当进一步提高对该种产品的认知水平、加大研发、技术和设备投入。同时加强与原材料生产厂家的合作。




钟崇武说、我国在钢铁制造和钢铁产品消费上存在着巨大的浪费。以机动车用弹簧钢为例、世界上绝大多数国家以高端弹簧钢为主、而我国以中低端弹簧钢为主。不仅增加了用钢量、而且导致了汽车自重、油耗增加、从而增加燃油污染和用钢加工过程中的环境污染。不仅如此、低端弹簧钢耐久和安全性能很难达到车辆使用要求、容易导致疲劳变形和早期失效。




钟崇武做过测算：我国每年使用钢板弹簧的汽车增量约350万辆、如果改用高端弹簧钢、可节约弹簧钢100万吨(也就是汽车减重100万吨)、节约铁矿资源500万吨、节约能耗60.2万吨标准煤。按照生产每吨钢排放2.3吨二氧化碳计算、每年可减少生产过程中的二氧化碳排放量230万吨。
钟崇武表示、我国高端弹簧钢的生产和使用早已能满足市场的要求、之所以大量使用低端弹簧钢、一是弹簧钢标准过低；二是许多没有竞争力、应该淘汰的工艺落后的小钢厂有低价的优势。他建议、修改机动车用弹簧钢标准、强制推广使用高强度弹簧扁钢、以降低能耗保护环境。

随着我国汽车业对节能减排的要求日趋提高、新能源汽车得到广泛应用、对汽车弹簧和弹簧钢提出了新的要求、弹簧钢向高强度、轻量化发展是当前弹簧钢生产和应用的趋势。世界上多数国家以高端弹簧钢作为汽车用弹簧钢、而我国以中低端弹簧钢为主、不仅增加了用钢量、而且导致汽车自重、油耗增加、从而增加燃油污染和用钢加工过程中的环境污染。此外、低端弹簧钢耐久和安全性能很难满足车辆使用要求、容易导致疲劳变形和早期失效。