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。與傳統(tǒng)的鋼簧相比,鈦合金彈簧在重量上可以輕30%~60%,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%。雖然這點重量沒有多少但是對比賽來說卻至關重要,重量輕意味著機動性好、加速度快,更重要的是隨著使用時間變長,傳統(tǒng)的鋼簧線性會變差,而鈦合金彈簧的一致性卻是始終不變,舒適性和體驗度更好。正因為如此鈦簧變得越來越流行。
鈦彈簧由于鈦具有重量輕,比強度高,耐腐蝕性強等特點,所以被廣泛用于化工,海洋工程,汽車制造等領域。鈦彈簧有很多種類:拉伸鈦彈簧、鈦壓彈、扭轉鈦彈簧等。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客戶要求進行退火酸洗處理。我們一般給客戶建議用TC4的鈦合金絲,因為這個比TA1和TA2的
鈦絲要硬一些,相對來說彈性也會好很多的。不過也有人要求用15333的鈦合金絲,這種材料是做鈦彈簧目前最好的,但是價格也是最貴的。折中一下,客戶用TC4的鈦絲做彈簧是最多的。
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(xiàn)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。
隨著鈦材的普及,鈦制品的產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。鈦合金彈簧最初是用在比賽用汽車和飛機上,后來隨著人們對自行車的要求越來越高,一些自行車的避震開始用上了鈦簧,尤其是速降車。最近幾年,由于國內的速降愛好者越來越多,鈦簧的市場也慢慢興起。