鈦彈簧的特點及應(yīng)用
鈦彈簧主要有拉伸鈦彈簧、鈦壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)鈦彈簧和鈦彎曲彈簧等，鈦彈簧具有高彈性、高強度,高塑性，和鋼制彈簧相比有較好的抗疲勞性。鈦合金具有較高的比強、較低的彈性模量，因此是一種理想的彈簧材料。與鋼彈簧相比，鈦彈簧具有重量輕、體積小和共振頻率高等優(yōu)點，其密度和彈性模量只有鋼簧的一半，而強度幾乎與鋼彈簧一樣。由于具有這些特點，在實際應(yīng)用中可將鈦簧設(shè)計得比鋼簧直徑小、圈數(shù)少。彈簧的種類很多，鈦彈簧只是其中的一小部分，由于鈦具有重量輕，比強度高，耐腐蝕性強等特點，所以鈦彈簧廣泛被用于化工，海洋工程，汽車制造等領(lǐng)域。鈦彈簧有很多種類：拉伸鈦彈簧、鈦壓彈、扭轉(zhuǎn)鈦彈簧等。鈦彈簧的制造方法大體分為冷卷法和熱卷法。鈦彈簧主要材料是用鈦合金絲，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(jù)客戶要求進行退火酸洗處理。
鈦彈簧的優(yōu)點
1、鈦合金彈簧具有體積小、重量輕、耐腐蝕性優(yōu)良和抗疲勞等優(yōu)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(shù)比鋼質(zhì)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(zhì)彈簧輕。在大多數(shù)情況下,鈦合金彈簧的重量比鋼質(zhì)彈簧輕60%~70%,而且鈦合金彈簧的高度設(shè)計也可以降低,可比鋼質(zhì)彈簧低50%~80%。
2、鈦合金彈簧的另一個優(yōu)點是耐腐蝕性。在標準鹽霧腐蝕疲勞試驗中,一般鋼質(zhì)彈簧的疲勞壽命比在空氣中下降50%。在相同的試驗中,鈦彈簧的疲勞壽命僅比空氣中下降4%。而且,與鋼質(zhì)彈簧不同的是,鈦合金彈簧不需要保護鍍層
鈦合金具有較高的比強、 較低的彈性模量， 因此是一種理想的彈簧材料。 強度高是對材料重要的性能要求， 所以高強度的β鈦合金， 如Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr和Timetal LCB (Ti-6.8Mo-4.5Fe-1.5Al) 合金是制造彈簧的較佳選擇。鈦彈簧的應(yīng)用市場目前還不成熟，主要是鈦彈簧的抗疲勞性，還沒有60Si2Mn的強，現(xiàn)在國內(nèi)廠家所用的鈦彈簧材料主要是Ti-6Al-4vl來替代，但是它不是制作鈦彈簧的理想材料，美國有一家科技公司實驗出一種新的鈦合金材料，改進了現(xiàn)有的鈦合金的配方，開發(fā)出一種新型鈦合金材料Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al,將其命名LCB,經(jīng)過長期使用測試LEB鈦合金彈簧，除了達到鋼制彈簧所能達到的指標外，主要的就是鈦合金的耐腐蝕特性，在標準鹽霧腐蝕疲勞實驗中，一般的鋼制彈簧疲勞壽命比空氣下降50%，而用鈦LEB材料測試疲勞壽命比空氣下降4%。還有就是鈦合金彈簧重量輕及其他特性，鈦具有重量輕，比強度高的特點，比重只有鋼的1/2。隨著鈦材的普及，鈦制品的產(chǎn)品越來越受到人們的喜愛，鈦彈簧具有高彈性、高強度,高塑性，和鋼制彈簧相比有較好的抗疲勞性。鈦在汽車領(lǐng)域中應(yīng)用，將會大大減輕汽車的重量，節(jié)省燃料消耗，提高汽車工作效率，減少廢氣排放。
