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您當(dāng)前的位置是：五金沖壓件 >> 行業(yè)動態(tài)醫(yī)療器械彈簧材料發(fā)展及表面狀態(tài)對其疲勞強(qiáng)度影響
發(fā)布時(shí)間：2019-08-26 15:22:07
醫(yī)療器械彈簧材料的發(fā)展是怎樣的？
合金鋼的發(fā)展
醫(yī)療器械彈簧的合金元素的主要作用是提高力學(xué)性能，改善工藝性能及賦予某種特殊性能。氣門彈簧和懸架彈簧已廣泛應(yīng)用SiCr鋼。Si是抗應(yīng)力松弛好的合金元素，在SiCr鋼中添加V、Mo形成SiCrV和SiCrMo鋼，可以提高疲勞壽命和抗松弛性能。
同時(shí)SiCr拉拔鋼絲，其在高溫下工作時(shí)的抗松弛性能，比琴鋼絲和重要用途碳素彈簧鋼絲要好。隨著發(fā)動機(jī)高速小型化，抗顫振性能好、質(zhì)量輕、彈性模量小的Ti合金得到了較為廣泛的應(yīng)用，其強(qiáng)度度達(dá)2000MPa。
低碳奧氏體鋼的發(fā)展
醫(yī)療器械彈簧的低碳奧氏體鋼38SiMnB是我國自主研發(fā)的一種新型的高性能彈簧鋼，在此基礎(chǔ)上開發(fā)的38SiMnVBE更具優(yōu)越性，具有高強(qiáng)韌性、高淬透性、高應(yīng)用性和高性能比。
在進(jìn)行超細(xì)晶?？刂栖堉坪螅淇估瓘?qiáng)度σb (2030—2140)MPa，醫(yī)療器械彈簧的屈服強(qiáng)度σ0.2(900—2010)MPa，伸長率δ5(12～15)％，面縮率ψ(48—55)％。為少片變截面板彈簧提供了高性能的材料。
表面狀態(tài)對醫(yī)療器械彈簧疲勞強(qiáng)度的影響
表面狀態(tài)大應(yīng)力多發(fā)生在醫(yī)療器械彈簧材料的表層，所以彈簧的表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度的影響很大。
醫(yī)療器械彈簧材料在軋制、拉拔和卷制過程中造成的裂紋、疵點(diǎn)和傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原因。
材料表面粗糙度愈小，應(yīng)力集中愈小，醫(yī)療器械彈簧疲勞強(qiáng)度也愈高。
材料表面粗糙度對疲勞極限的影響。隨著表面粗糙度的增加，疲勞極限下降。在同一粗糙度的情況下，不同的鋼種及不同的卷制方法其疲勞極限降低程度也不同，如冷卷彈簧降低程度就比熱卷彈簧小。
因?yàn)殇撝茻峋韽椈杉捌錈崽幚砑訜釙r(shí)，由于氧化使彈簧材料表面變粗糙和產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象，這樣就降低了彈簧的疲勞強(qiáng)度。
合金鋼的發(fā)展
醫(yī)療器械彈簧的合金元素的主要作用是提高力學(xué)性能，改善工藝性能及賦予某種特殊性能。氣門彈簧和懸架彈簧已廣泛應(yīng)用SiCr鋼。Si是抗應(yīng)力松弛好的合金元素，在SiCr鋼中添加V、Mo形成SiCrV和SiCrMo鋼，可以提高疲勞壽命和抗松弛性能。
同時(shí)SiCr拉拔鋼絲，其在高溫下工作時(shí)的抗松弛性能，比琴鋼絲和重要用途碳素彈簧鋼絲要好。隨著發(fā)動機(jī)高速小型化，抗顫振性能好、質(zhì)量輕、彈性模量小的Ti合金得到了較為廣泛的應(yīng)用，其強(qiáng)度度達(dá)2000MPa。
低碳奧氏體鋼的發(fā)展
醫(yī)療器械彈簧的低碳奧氏體鋼38SiMnB是我國自主研發(fā)的一種新型的高性能彈簧鋼，在此基礎(chǔ)上開發(fā)的38SiMnVBE更具優(yōu)越性，具有高強(qiáng)韌性、高淬透性、高應(yīng)用性和高性能比。
在進(jìn)行超細(xì)晶?？刂栖堉坪螅淇估瓘?qiáng)度σb (2030—2140)MPa，醫(yī)療器械彈簧的屈服強(qiáng)度σ0.2(900—2010)MPa，伸長率δ5(12～15)％，面縮率ψ(48—55)％。為少片變截面板彈簧提供了高性能的材料。
表面狀態(tài)對醫(yī)療器械彈簧疲勞強(qiáng)度的影響
表面狀態(tài)大應(yīng)力多發(fā)生在醫(yī)療器械彈簧材料的表層，所以彈簧的表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度的影響很大。
醫(yī)療器械彈簧材料在軋制、拉拔和卷制過程中造成的裂紋、疵點(diǎn)和傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原因。
材料表面粗糙度愈小，應(yīng)力集中愈小，醫(yī)療器械彈簧疲勞強(qiáng)度也愈高。
材料表面粗糙度對疲勞極限的影響。隨著表面粗糙度的增加，疲勞極限下降。在同一粗糙度的情況下，不同的鋼種及不同的卷制方法其疲勞極限降低程度也不同，如冷卷彈簧降低程度就比熱卷彈簧小。
因?yàn)殇撝茻峋韽椈杉捌錈崽幚砑訜釙r(shí)，由于氧化使彈簧材料表面變粗糙和產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象，這樣就降低了彈簧的疲勞強(qiáng)度。
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