为何你的弹片成型总是断——山特维克弹簧钢带材料选型系列普及故事1

零件断了，弹片有裂纹，弹簧断了……….. 这是我们在配合客户做材料选型时最常听到的问题描述，各种各样的断，成型时断，刚上机就断，未达到预定寿命就断………..，

山特维克资深材料专家Soren ollson老先生多年前在与客户做研讨会时曾说过：“弹簧行业是个多样化的应用行业，山特维克材料对客户而言，一个很重要的价值是以多样化的材料种类以及差异化的性能去匹配客户的需求” 

小克接下来将陆续邀请一些典型行业代表，通过他们的例子，带大家近距离了解弹簧弹片类应用所面临的不同困境，及山特维克钢带如何帮助客户有针对性地解决这些问题。

成型性VS 强度（成型断）

张先生的公司是一个精密冲裁公司，主营各类非标准的客户定制冲压弹片。

困境 & 方向

张先生：我们的新项目，零件形状很复杂，要进行好几道大折弯，而零件的抗拉强度要求2000MPa以上。 

小克：现在的问题点是什么？

张先生： 零件很容易断，折弯成型的时候断。

小克： 尝试过什么解决方案吗？

张先生：在零件形状设计不变的情况下，我们尝试了很多的材料种类，硬的材料折弯时一直断；软的材料折弯时没断，但后续处理后各种问题层出，像最终强度不够，变形，腐蚀。。。。

小克： 软态成型，通过后续处理提升强度，但不牺牲零件的尺寸精度和耐蚀性能，我们的沉淀硬化不锈钢应该是很适合的选择。

张先生：能说得详细些吗？

小克： 沉淀硬化不锈钢就是针对这类成型复杂而最终强度要求高的零件而开发的，它能软态成型，而后通过时效热处理在获得强度硬度提升的同时保持良好的韧性和耐腐蚀性，而且很重要的一点是这类时效热处理不会造成零件尺寸变形。

材料

张先生：山特维克目前有哪些沉淀硬化钢带材料？

小克：我们有标准的牌号如Sandvik 9RU10, 也有一些特殊的牌号如Sandvik 1RK95, Sandvik Nanoflex， 还有一些别的牌号正处于开发中。

张先生：这类材料时效热处理后强度提升的幅度有多大？

小克： 这个要看不同的牌号和材料初始状态，在山特维克沉淀硬化钢带家族里，普通的如Sandvik 9RU10有20%左右的强度增幅，特殊的牌号如Sandvik Nanoflex 最高能有将近130%的强度增幅。

张先生： 在我们项目中，根据试验，钢带材料抗拉强度需要在1300MPa以下时才能够稳定成型无断裂，这就意味着材料在后续处理中需要有近62%的强度增幅，这么看普通的牌号还是没法满足我们要求，能重点介绍下Sandvik Nanoflex 吗？

小克： 这个材料有3个关键词：准晶，纳米，高温。它是一款具有准晶组织（2011年诺贝尔化学奖授予准晶的发现者Daniel Shechtman教授）的商用钢材，以其纳米尺度的沉淀硬化相著称，两方面的特性造就了Sandvik Nanoflex高温下（稳定工况450℃）稳定的强度（弹性）表现以及超高的沉淀硬化效应(最大强度提升近130%)

小克：你看上面的图，左边是Sandvik Nanoflex电镜下的组织图，箭头所指就是纳米级别的强化颗粒，右边是电镜下材料显现的准晶花样。

张先生： 那材料的折弯性能如何？

小克： 我们通常以最小折弯半径来衡量材料的折弯性能，下面左图是Sandvik Nanoflex与我们几个标准弹簧钢牌号的最小折弯半径比较图，最小折弯半径越小，材料的折弯性能越好，可以看出Sandvik Nanoflex在不同方向上折弯性能均优于同比材料。

小克： 而且，从右图看出，同级别的强度下Sandvik Nanoflex的韧性比也其他同类别的材料好。如果以延伸率来举例子的话，同样3系列的奥氏体不锈钢及普通的沉淀硬化不锈钢在1900Mpa的抗拉强度下一般延伸率小于1%，而Sandvik Nanoflex能获得高于2%的延伸率。

设计自由度

张先生： 这么多年来我们开发失败或者拒绝的项目中，有不少是因为客户零件图纸设计中材料选择不当，最终导致零件成型不可行，或者虽然成型可行但强度无法达到要求，从材料的角度去评估改善方向，山特维克对此有什么建议吗？

小克： 这个问题出现的一个很大原因是零件设计人员没有材料学基础，他们设计零件更多的是从装配等角度去考虑，这就导致了零件设计出来后可能做不出来或者做出来了但弹性表现不佳。我们的建议是：在设计阶段，设计方，制造方，材料商就应该通过紧密合作，了解不同材料的特性然后进行恰当选型，这样能提高零件设计的自由度，同时提高零件制作的可行性。

张先生： 这是一个很好的建议！

小克： 我们欢迎来自终端及制造端的沟通要求。我们从来都不是一个单纯的原材料供应商，我们一直致力于为客户提供解决方案，通过原材料对终端产品的附加值升级，引导行业良性发展！