弹簧的成型方法主要有两种,根据不同的直径和厚度,采取不同的热处理工艺。对于直径或板簧厚度大于10mm的大弹簧,为了保证形状的稳定性,可在比正常淬火温度高出50~80℃的温度下进行热成形。而直径或板簧厚度小于8~10mm的小弹簧,则通常采用冷拔弹簧钢丝进行冷卷成形。
为了确保弹簧具备高的强度和足够的韧性,通常的处理方式为淬火与中温回火。对于热成形的弹簧,采用热成形余热淬火则是较为有效的方案。而对于热冷成形的弹簧,有时则可以省略淬火与中温回火工艺,成形后只需要进行200~300℃的去应力退火即可。此外,弹簧钢在热处理后通常会进行喷丸处理,以产生残余压应力,从而提升弹簧的疲劳强度。
弹簧的性能指标包括硬度范围在40~48HRC之间,具备较高的弹性极限和疲劳强度,同时还应具备一定的塑性与韧性,这些特性保证了弹簧在实际应用中的优良表现。弹簧的主要功能包括缓冲、减振和储能等方面。在实际使用中,弹簧通常是在交变应力的环境下工作,因此必须具备高的屈服点和屈强比(σs/σb)、弹性极限及抗疲劳性能,以保证其在承受较大载荷时依然能够保持足够的弹性变形能力。
除了上述性能外,弹簧钢还需具备一定的淬透性,且不易脱碳与过热。一些特殊用途的弹簧则要求具备耐热性和耐蚀性,以便在长时间内保持稳定的弹性。对于弹簧材料的选择,中碳钢和高碳钢均可用于弹簧的制造,但由于其淬透性和强度较低,只适合制作截面较小、受力较小的弹簧。而合金弹簧钢则因具备更强的屈服极限与更大的截面,可以制造重要的弹簧组件。