武汉弹簧厂--汽车弹簧和弹簧材料的发展

   在所有汽车弹簧中悬架弹簧和气门弹簧是有代表性的产品，前者作为轿车减震系统的重要零件在轿车行驶过程中随着路况变化一直处于动载荷状态，悬架弹簧不仅涉及到乘员的舒适性还涉及到车辆的操控性与安全性，它的性能是疲劳寿命特别受到主机厂的关注。气门弹簧长时期在恶劣的工况下工作，需要在高温、高频率下长时期服役不失效，气门弹簧失效不仅表现为发动机驱动力下降，并且可能损坏发动机，因此历来被认为是发动机的心脏零件。这两种弹簧的技术发展趋势，在汽车弹簧中十分具有代表性。
　　武汉弹簧厂--悬架弹簧的技术发展趋势
  1.原材料：从70年代末到目前25年间，悬架弹簧原材料主流钢种经历了Cr-V、Si-Mn、Cr-Mn钢（代表钢SUP10、SUP7、SUP6）到Si-Cr钢（代表钢种SUP12、SRS60）再到新一代材料（代表钢种UHS1900、UHS2000）的发展历程。日本热炼公司在80年代发明了感应加热方法生产悬架弹簧钢丝，使Si-Cr钢在抗拉强度达到2000MPa的条件下仍具有良好的塑性。90年代以后悬架弹簧普遍是高应力、轻量化设计，扭转应力达到1100MPa以上甚至达到1200MPa。SUP12（SAE9254）虽然仍得到普遍使用，但已超过极限，必须借助弹簧制造过程中的应力强化手段——喷丸，方始勉强使用，它的改进型SAE9254+V（SUP12+V）和SRS60（神户制钢牌号）性能虽比SAE9254有所提高，但一当悬架弹簧扭转应力接近或超过1200MPa时，其缺口敏感性和耐文化馆疲劳性能也显得难以满足。面对日益升高的设计应力，日本开展了新钢种研发，三菱制钢推出了HDS12和HDS13，日本NHK、大同制钢、神户制钢联手开发了UHS1900和UHS2000新钢种，分别适用于制造扭转应力达到1200MPa和1300MPa悬架弹簧。和以往钢种不同的是UHS1900和UHS2000突破了以往的理念，将含碳量降到0.4%左右，并且加入Ni、Mo、Nb、V等元素，对材料综合强化，使材料在高强度（硬度）下仍然保持高的K1c值，特别是加入Ni的结果使材料的耐文化馆疲劳能力大为提高。
  2.武汉弹簧厂--为了使汽车特别是小型车有更大的乘坐空间，要求弹簧所占空间减小，有些车型（如赛欧、帕萨特）将悬架弹簧设计成弹簧变外径，材料变截面，目前这类材料必须从国外进口，国内不能生产。
  3.弹簧使用应力不断提升的同时对弹簧可靠要求同步提升，疲劳寿命的要求为100万次，有些还需通过50万次盐雾疲劳，高应力、高疲劳要求的结果必然对弹簧原材料提出更严的要求，高应力弹簧原材料表面脱碳和缺陷受到严格限止，夹杂物和有害元素含量必须达到控制范围。
  4.感应加热材料在高硬度（HRC54-55）仍保持良好的塑性（Ψ＞35%）弹簧冷卷成形后只需要消除应力即可，使弹簧加工工艺简化，热处理风险减小，因此用冷卷方式生产悬架弹簧越来越受到生产者的欢迎，特别在90年代后期出现合力偏心的S型悬架弹簧只能使用冷卷成形。
  5.面对高应力的挑战，新的强化工艺如多次喷丸、热喷丸、应力喷丸已付之实践。
  6.腐蚀疲劳成为高应力弹簧需要重点关注的问题，目前解决方案从两方面着手，一是研制耐腐蚀疲劳的新材料，如前面提到的UHS1900和UHS2000。二是研发具有更好的耐腐蚀和耐冲击的涂层材料和相应的涂装工艺。 

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