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鈦彈簧的優缺點及應用介紹

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-11-13 12:15:33
彈簧是一種用于控制機件的運動、貯蓄能量、測量力的大小的機械零件,廣泛用于機器、儀表中。彈簧的種類多樣,鈦彈簧就是其中一小類:鈦彈簧主要有拉伸鈦彈簧、鈦壓縮彈簧、扭轉鈦彈簧和鈦彎曲彈簧等。普通圓柱鈦彈簧由于制造簡單,可根據受載情況制成各種型式,結構簡單的鈦彈簧。鈦彈簧的制造材料具有很強的耐腐蝕性,很高的彈性極限、沖擊韌性等。鈦彈簧的制造方法大體分為冷卷法和熱卷法。鈦彈簧主要用鈦合金絲,鈦絲直徑小于8mm的一般用冷卷法,大于8mm的用熱卷法,鈦彈簧的熱處理可根據客戶要求進行退火酸洗處理。
 
鈦合金彈簧具有體積小、重量輕、耐腐蝕性優良和抗疲勞等優點。由于鈦合金材料的剪切模量比鋼材的大,因此,所需彎成的圈數比鋼質彈簧的少。即使兩種材料的比重相同,由于鈦合金彈簧使用的材料少,因而重量也比鋼質彈簧輕。在大多數情況下,鈦合金彈簧的重量比鋼質彈簧輕60%~70%,而且鈦合金彈簧的高度設計也可以降低,可比鋼質彈簧低50%~80%。所以鈦在汽車領域的應用,將會使汽車的重量大大減輕,節省燃料消耗,提高汽車工作效率,減少廢氣排放。據資料介紹,車體重量減少和廢氣排放量及節省燃料消耗是成1:1正比的,因此使汽車越輕將將會起到“節能,環保”的雙重功效。
 
目前存在的問題。鈦合金彈簧質量的好壞決定了彈簧的使用壽命,彈簧生產過程中,材料中的雜質含量、彈簧絲材的表面質量和熱處理工藝是影響鈦合金彈簧綜合性能的重要因素。目前,鈦合金彈簧存在如下問題:1.制造彈簧的絲材的表面質量差。絲材表面的微裂紋,尤其是表面凹坑會成為裂紋源,在變化的工作應力作用下,導致彈簧因疲勞而斷裂。2.材質的雜質含量及熱處理制度有待改善。鈦合金表面氧化或吸氫現象必須研究,并采取相應措施防止或消除。表面氧化可以采取酸洗、噴砂或者真空熱處理方法,吸氫會導致使用過程中產生氫致延時斷裂的危險后果,吸氫會在熱加工或酸洗中產生,可進行真空去氫退火消除。
 
鈦彈簧只有鋼彈簧不到一半的重量,在家用車中,通常使用4個鈦彈簧,就可減輕10千克左右的重量。近年來很多賽車、高檔小汽車、卡車的生產商都使用鈦制排氣系統和懸掛鈦彈簧可兩種設計來減輕車本身重量,從而達到節能,提速的效果。隨著未來燃料的日益短缺,鈦材將最終在汽車零件生產中占據重要的地位。一根鈦彈簧比相應的鋼彈簧輕3.06 kg,對汽車中的四根支撐彈簧來說,可減輕重量12 kg左右。用鈦彈簧代替鋼彈簧可以輕而易舉地解決長期以來一直困擾著設計者們的鋼制彈簧太長、直徑太大的問題,而且,因為鈦合金具有優異的抗腐蝕性能,所以,可以取消涂層,從而進一步降低重量。目前,一些跑車中已經使用了鈦彈簧。例如,www.yukain.com.cn生產的彈簧已在Ford Simon & Simon賽車中使用兩年以上,減輕重量36 kg左右。
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