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%。
鈦合金彈簧的另一個優點是耐腐蝕性。在標準鹽霧腐蝕疲勞試驗中,一般鋼質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,與鋼質彈簧不同的是,鈦合金彈簧不需要保護鍍層。
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。
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