中國汽車彈簧制(zhi)造現狀與對彈簧(huáng)鋼材料的期望

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一、前言

彈簧是利(li)用金屬材料彈性(xìng)變形特性制造的(de)彈性零件⛹🏻‍♀️，在🚶‍♀️股♍役(yì)過程中主要作用(yong)是減震、複位及傳(chuan)遞力力矩。由于彈(dan)😍簧用途廣泛，它的(de)蹤迹遍及國民經(jīng)濟的各♍個領域，滲(shen)入到人們的日常(chang)生活。但在各使🈲用(yòng)領域中汽車業（包(bāo)括發動機制造業(yè)與摩托車制造業(yè)）是彈簧最重要的(de)顧客，目前國内彈(dàn)簧制造企業銷售(shou)收入40%以上來自汽(qì)車相關産業。并且(qiě)由于汽車産品涉(she)及到人🛀🏻身安全、環(huan)境保護和能源消(xiāo)耗，上✉️世紀80年代以(yi)後各國政府紛紛(fen)通過立法的方式(shì)對✉️汽車的安全、排(pái)放、節能🚩指标提♍出(chu)種種要求，這些要(yao)🧡求主機廠必然分(fen)解落實到各種配(pei)套産品。以懸架彈(dan)簧為例，80年代至今(jin)彈簧使用應力提(ti)高近20%，重量相應減(jian)少。氣門彈簧普遍(biàn)地從原來内外彈(dàn)簧組成的🐇雙彈簧(huáng)結構轉變為單彈(dàn)簧結構😄，材料節省(shěng)30%以上。與此同時主(zhu)機廠👉對彈⭐簧的可(kě)靠度要求不斷地(di)提🈲高，懸架彈簧的(de)疲勞壽命要求從(cong)20萬次，最高提到100萬(wan)次，并且針對高應(yīng)力條件下容易産(chan)生腐蝕疲勞的傾(qīng)向，提出了鹽霧疲(pi)勞試驗的要求。由(yóu)于彈簧⁉️自身的🈚特(tè)點和加工方式決(jue)定了它對材料有(yǒu)非常高的要求與(yǔ)強烈的依賴性，材(cái)料表㊙️面微小的缺(quē)陷、冶金過程中産(chǎn)生的夾雜都✌️會對(dui)彈簧造成緻命的(de)損害。另🔴一方面為(wéi)了節省空間或者(zhe)出于舒适性考慮(lü)，彈原🚩材料的形狀(zhuang)也出現了種種變(bian)化，如卵形和橢圓(yuán)形截面😍材料廣泛(fàn)地用于氣門彈簧(huang)的制造。變截面材(cai)料（一端或🔞兩端）用(yòng)于懸架彈簧生産(chan)等等。90年代以後為(wei)了适應彈簧🔞高應(yīng)力、輕量化帶來的(de)新問題，國外一些(xie)彈簧生産企業與(yu)材料生産企業聯(lián)手開發了🍉一批适(shi)用于高應力、耐腐(fǔ)㊙️蝕、超純淨的新材(cái)料。相比之下，在我(wǒ)國鋼産量世界第(dì)一的地位很😄不匹(pǐ)配。本文從市場與(yǔ)彈簧生産、技術發(fā)展趨勢兩方面表(biǎo)達⚽了中國彈簧制(zhì)造業對彈簧鋼材(cai)料生産的期望。

根據最新統計(jì)數據，2004年上半年國(guo)内累計生産汽車(chē)261.71萬輛，同❗比增長27.1%，累(lei)計銷售汽車255.36萬輛(liang)，同比增長24.15%。其中轎(jiào)車生産量為122.87萬輛(liàng)，比去年同期增長(zhang)32.6%，銷售量112.4萬輛⛹🏻‍♀️，比去(qù)年同期增長28.3%。雖然(rán)⛹🏻‍♀️從2025年12月份起汽車(chē)銷量增幅趨緩，但(dan)絕對數比2003年仍有(you)較大的增加。按照(zhào)目前市場走勢，2004年(nián)國内汽車總産量(liàng)将接近500萬輛，轎車(che)産量在240萬輛左右(you)。摩托車銷售由于(yu)🛀🏻受到種種限制與(yǔ)2003年相比不會有很(hen)大增量，仍将維持(chi)在1300萬輛左右。其餘(yu)用于裝備工程機(ji)械和農用車的柴(chái)油機生産雖然受(shou)宏觀調控的影響(xiǎng)，但平均增長率仍(reng)可維持較高🛀🏻水平(píng)。按照市場預❓測，2004年(nián)用💰于汽車及相關(guān)行業配套彈簧總(zong)量在10萬噸以上，主(zhǔ)要🧑🏽‍🤝‍🧑🏻産品與彈簧鋼(gāng)絲用量預測見表(biǎo)一。

産品種(zhǒng)類需求量（萬件）鋼(gang)絲牌号規格範圍(wéi)（mm）鋼絲用量（噸）

懸架(jia)彈簧130055CrSi/60Si2MnA

9-1530000

氣門(men)彈簧1500050CrVA/55CrSi

SW0SC-V

2-510000

離合器彈簧800055CrSi/SW0SC-V3-54000

油(you)泵/亦速箱彈簧800050CrVA/55CrSi

碳(tàn)素彈簧鋼絲

2-54000

其它(tā)-15000

合計101000

三、汽車配套(tào)用彈簧鋼絲供應(ying)情況

國内汽車配(pèi)套彈簧生産所用(yong)鋼絲來自國内和(hé)國外進口兩方面(miàn)。大緻情況是國内(nèi)鋼絲主要用于制(zhi)造不太重要或者(zhě)技術能級比較低(di)的産品，要求較高(gāo)的産品以進口鋼(gang)絲為主。高應力懸(xuán)架彈簧和合資品(pin)牌的發動機氣門(mén)彈簧幾🔱乎全部用(yòng)進口鋼絲🔅生産，微(wei)型轎車懸架彈簧(huang)、面包車前懸架彈(dan)簧、一些🐆柴油機氣(qi)門彈簧出于成本(běn)考🤞慮使用國産鋼(gang)絲生🙇🏻産。雖然進口(kǒu)鋼絲🌈價格高♍于國(guo)産鋼絲，但質量水(shuǐ)平差距明顯，并且(qiě)合資✏️品牌的汽車(chē)配套彈簧在圖紙(zhǐ)上往往已經規定(ding)好必須使用它們(men)批準供應商的🈲原(yuan)材料，客觀上也給(gěi)它們進入中國市(shi)場創造了有🐅利條(tiáo)件。

國内(nei)從事彈簧鋼盤條(tiáo)生産最著名的當(dāng)數寶鋼集團，寶鋼(gang)本部和五鋼公司(si)都能從事彈簧鋼(gang)盤條的生産，牌号(hao)🔅碳素🚶‍♀️鋼絲主要有(yǒu)SWRH72A、72B、82A、82B等，合金彈簧鋼絲(sī)主要🏃🏻有60Si2MnA、55CrSi等牌号。從(cong)事📱彈簧鋼棒料生(sheng)産企業衆多，如寶(bǎo)鋼集團五鋼公司(si)、無錫鋼廠、興澄鋼(gang)廠、大連鋼廠、長城(cheng)鋼廠等等，牌号以(yǐ)60Si2MnA和60Si2CrA為主。能夠生産(chan)彈簧鋼絲制品🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)企業遍布各地，多(duo)數是小型拉絲廠(chang)，除生産彈簧鋼絲(sī)外也生産其它牌(pai)号鋼絲，質量水平(píng)參差不齊✨，産品原(yuán)料主要來自寶鋼(gāng)，部分從國外進口(kou)，盤條供應商有日(ri)🛀本住友金屬、神戶(hù)制鋼和韓國浦項(xiàng)鋼鐵✍️。表二是國内(nèi)為汽車彈簧提供(gòng)鋼絲制品的主要(yao)供應商。

表二：國内(nei)汽車彈簧用鋼絲(si)主要供應商

企業(yè)名稱主要産品鋼(gāng)絲牌号企業所在(zai)地

閥門彈簧鋼絲(sī)

C組(zǔ)、D組

上海

閥門(mén)彈簧鋼絲（油淬火(huo)）

55CrSi/60Si2MnA

50CrVA/55CrSi

C組(zu)、D組

鄭州

天津棣華(hua)特殊鋼公司懸架(jia)彈簧鋼絲（ITW）55CrSi/60Si2MnA天津

首(shǒu)鋼特鋼公司閥門(mén)彈簧鋼絲（油淬火(huo)）

碳素彈簧鋼絲

50CrVA/55CrSi

C組(zǔ)、D組

北京

三聯金屬(shu)制品公司碳素彈(dan)簧鋼絲C組、D組上海(hai)

江西新華金屬制(zhì)品公司鋼絲廠碳(tan)素彈簧鋼絲C組、D組(zǔ)江西新餘

東吳金(jīn)屬材料公司懸架(jià)彈簧鋼絲（ITW）60Si2MnA南京

諸(zhū)暨市海納特鋼公(gong)司懸架彈簧鋼絲(si)（ITW）60Si2MnA浙江諸暨

2.進口彈(dàn)簧鋼絲供應商：進(jin)口彈簧鋼絲主要(yào)用于高☁️要求懸架(jia)彈簧、氣門彈簧和(hé)離合器彈簧生産(chan)。供應商來⁉️自瑞🧑🏽‍🤝‍🧑🏻典(dian)、日本、德💛國、韓國、法(fa)國、澳大利亞等國(guo)，見表三。

表三：進口(kou)汽車彈簧鋼絲供(gong)應商

國别材料供(gòng)應商進口鋼絲品(pin)種

杉田公司

住友金(jīn)屬

神戶制鋼

懸架彈簧鋼(gang)絲（ITW）

閥門用彈(dàn)簧鋼絲（油淬火）、鋼(gāng)絲盤條

鋼絲盤條(tiao)

閥門用彈簧(huáng)鋼絲（油淬火）

懸架(jia)彈簧鋼絲（ITW）

瑞典Garphyttan公司閥門(men)用彈簧鋼絲（油淬(cui)火）

法國歐雷法公(gong)司表面剝皮彈簧(huáng)鋼棒（等截面、異形(xing)截面、退火态）

澳大(da)利亞BHP公司退火彈(dàn)簧鋼棒（穩定杆用(yong)）

國内從事汽車(che)及相關産品彈簧(huáng)制造商為數衆多(duo)，相當一👨‍❤️‍👨部☎️分生産(chǎn)規模小，技術能級(jí)低，生産效率不高(gāo)，但也有一部分企(qi)業技術能級和裝(zhuang)備水平較高，在市(shi)場上有相當競争(zheng)力，表四☁️是彈簧行(hang)業中生産上具有(you)特色，産品有✊一定(ding)競争力的企業。

上汽股(gǔ)份中國彈簧廠懸(xuan)架彈簧股份制上(shang)市公司上海上海(hǎi)大衆、上海通用、一(yī)汽大衆、神龍等

上(shang)海中旭彈簧公司(si)氣門彈簧中德合(he)資上海上海大衆(zhōng)、上海通用、一汽大(dà)衆等

上海中星懸(xuan)架件公司穩定杆(gan)中日合資上海上(shàng)海大衆、上海通用(yong)、廣州本田等

廣州(zhōu)華德汽車彈簧公(gōng)司懸架彈簧

氣門(mén)彈簧

摩托車減震(zhèn)彈簧

摩托車、柴油機配(pei)套市場

五羊本田(tián)等

日正彈簧公司(sī)懸架彈簧

穩定杆(gǎn)

日台合資廣州廣(guǎng)州本田

遼陽克索汽車彈(dàn)簧公司懸架彈簧(huáng)

穩定杆

中、德、意合(hé)資遼陽一氣、一汽(qì)大衆

一氣、一汽大(da)衆

上海歐雷法汽(qì)車彈簧公司懸架(jia)彈簧、扭杆中法合(hé)資上海神龍

天發(fā)彈簧公司懸架彈(dàn)簧中日合資天津(jin)天津一汽

常州銘(míng)錦彈簧公司摩托(tuo)車減震彈簧民營(yíng)常州江蘇、浙江摩(mó)托車配套市場

興(xìng)發彈簧公司離合(he)器彈簧民營浙江(jiang)

富陽

摩托車、汽車(chē)配套市場

三A彈簧(huáng)公司懸架彈簧民(mín)營浙江

諸暨

微型(xing)轎車、面包車市場(chǎng)

維修件

京濱彈簧(huáng)公司氣門彈簧中(zhōng)日合資長春一汽(qi)、柴油機配套市場(chang)

山東聯美汽車彈(dan)簧公司懸架彈簧(huáng)

氣門彈簧

中美合(he)資山東

淄博

微型(xíng)轎車、面包車市場(chǎng)

摩托車、柴油機配(pei)套市場

威孚集團(tuán)無錫彈簧廠油泵(bèng)彈簧股份制上市(shì)公司無錫油泵配(pèi)套市場

無錫澤根(gēn)彈簧公司油泵彈(dan)簧中日合資無錫(xī)油泵配套市場

北(bei)京彈簧廠氣門彈(dan)簧集體北京發動(dong)機配套市場

五、汽車(che)彈簧代表性産品(pǐn)技術發展趨勢和(hé)原材料🌍之間關系(xì)

在所有汽車彈簧(huang)中懸架彈簧和氣(qì)門彈簧是最具有(yǒu)代表性的産品，前(qián)者作為轎車減震(zhèn)系統的重要零件(jiàn)在轎車行駛過程(chéng)中🙇🏻随着路況變化(hua)一直處于📐動載荷(he)狀态，懸架彈簧不(bu)僅涉及到乘員的(de)舒适性還涉及到(dao)車輛的操控性與(yǔ)安全性，它的性能(néng)是疲勞壽命特别(bié)受到主機廠的關(guan)注。氣門彈簧長時(shí)期在惡劣的工況(kuang)下工作，需要在高(gāo)溫、高頻率下♻️長時(shi)期服役不失效，氣(qi)門彈簧失效不僅(jǐn)表現為發動機💛驅(qū)動力下降，并且可(kě)能損壞發動機，因(yin)此📐曆來被認為是(shi)發動🈲機的心髒零(líng)件。這兩種彈簧的(de)技術發展趨勢，在(zài)汽車彈簧中十分(fèn)具有代表性。

1.1原材料：從70年(nian)代末到目前25年間(jian)，懸架彈簧原材料(liao)主流鋼種經曆了(le)Cr-V、Si-Mn、Cr-Mn鋼（代表鋼SUP10、SUP7、SUP6）到Si-Cr鋼（代(dài)表鋼種SUP12、SRS60）再到新一(yi)代材料（代😍表鋼種(zhong)UHS1900、UHS2000）的發展曆程。日本(běn)熱煉公司在80年🥵代(dài)發明了感應加熱(rè)方法生産懸架彈(dàn)簧鋼絲，使Si-Cr鋼在抗(kàng)拉強⚽度達到2000MPa的📞條(tiáo)件下仍具有良好(hao)💃🏻的塑性。90年代以後(hòu)懸架彈簧普遍是(shì)⛱️高應力、輕量化設(she)計，扭轉應力達到(dao)1100MPa以上甚至達到1200MPa。SUP12（SAE9254）雖(sui)然仍得到普遍使(shi)🈲用，但已超過極限(xiàn)，必須借助彈⭕簧制(zhi)造過🏃🏻‍♂️程中的應力(li)強化手段——噴丸，方(fāng)始勉強使用，它的(de)改進💰型SAE9254+V（SUP12+V）和SRS60（神戶制(zhì)鋼牌号）性能雖比(bǐ)SAE9254有所提高，但一當(dang)懸架彈簧扭轉⭐應(ying)力接近或超過1200MPa時(shi)，其缺口敏感性和(he)耐文化館疲❤️勞性(xìng)能也顯得難以滿(man)足。面對日益升高(gao)的設計應🤞力，日本(ben)開展了新鋼種研(yán)發，三菱制鋼推出(chū)了HDS12和HDS13，日本NHK、大同制(zhi)🏃鋼、神戶制鋼聯手(shou)開發💔了UHS1900和UHS2000新鋼種(zhong)，分别适用于制造(zào)扭轉應力達到1200MPa和(hé)1300MPa懸架彈簧。和以往(wǎng)鋼種不同的是UHS1900和(he)UHS2000突破了以往的理(li)念，将☀️含碳量降到(dào)0.4%左右，并且加入Ni、Mo、Nb、V等(děng)元素，對材料綜合(hé)強化，使材料在高(gao)強度（硬度）下仍然(ran)保持高的K1c值，特别(bié)是加入Ni的結⭕果使(shi)材料的耐文化館(guan)疲勞能力大為❤️提(ti)高。

1.3彈簧使用應力不(bu)斷提升的同時對(duì)彈簧可靠要求同(tóng)🌈步🙇‍♀️提🏃‍♂️升，疲♊勞壽命(ming)的要求最高為100萬(wàn)次，有些還需⛷️通過(guo)50萬次鹽霧疲勞，高(gao)應力、高疲勞要求(qiu)的結果必然對彈(dan)簧原材料提出更(geng)嚴的要求，高應力(lì)彈簧原🐇材料表面(mian)脫碳和缺⚽陷受到(dào)嚴格限止，夾🛀🏻雜物(wù)和有💃🏻害元素含量(liang)必須達到控制範(fan)圍。

1.4感應加熱材料(liao)在高硬度（HRC54-55）仍保持(chi)良好的塑性（Ψ＞35%）彈簧(huang)冷卷成形後隻需(xū)要消除應力即可(ke)，使彈簧加工工藝(yì)簡化，熱處理風險(xiǎn)減小，因此用冷卷(juan)方式生産懸架彈(dan)簧🔞越來越🍉受到生(shēng)産者的歡迎，特别(bié)在90年代後🈚期出現(xiàn)合力偏心的S型懸(xuán)架彈簧隻能使用(yong)冷卷成形。

1.5面對高(gao)應力的挑戰，新的(de)強化工藝如多次(cì)噴丸、熱噴丸、應力(li)噴丸已付之實踐(jian)。

2.氣門彈(dàn)簧的技術發展趨(qū)勢

2.1氣門彈簧結構(gou)從傳統的内外彈(dan)簧雙彈簧結構改(gai)變成單彈簧結構(gòu)。

2.2氣門彈簧材料從(cong)傳統的圓形發展(zhǎn)為卵形及橢圓形(xing)，相🚩比之🎯下後兩種(zhǒng)形狀材料比圓形(xíng)材料應力分布更(gèng)合理并且有利💘于(yú)減小發動機高度(dù)。

2.4氣門彈(dan)簧材料鋼純度向(xiang)超純淨鋼的發展(zhan)，表面缺陷、夾雜物(wu)嚴格限制。材料表(biǎo)面經過剝皮和兩(liǎng)次渦流探傷，不能(neng)有👈全脫♍碳。有害元(yuan)素S、P需要控制之外(wai)，O、N、H、Al、Cu元素含量💃🏻也屬于(yu)控制之列，如大衆(zhong)公司規定氣門彈(dàn)簧材料的O含量不(bú)能超過30ppm。四種類型(xing)的氧化物、硫化🔴物(wù)夾雜必須達到零(líng)級。

2.5為了獲得更高(gao)的壓應力Garphyttan公司推(tuī)薦對OTEVA90材料卷成彈(dan)簧之後進行氮化(huà)處理和超高硬度(dù)（HV825-850）丸粒噴丸。

六、國内(nei)外彈簧鋼絲差距(jù)

從彈簧鋼絲使用(yong)者的角度出發，國(guo)内彈簧鋼絲與國(guó)外同類産品相比(bǐ)還有較大的差距(ju)。

2.鋼絲制品國外(wài)企業已經使用的(de)剝皮和渦流探傷(shāng)技術，國内大部分(fèn)鋼絲生産企業沒(mei)有相應的裝備，或(huò)者檢測技術不過(guo)⭐關。

3.在機械性能方(fāng)面，國産鋼絲同批(pī)材料，甚至同一盤(pán)材料強度⭕範圍波(bō)動很大，造成彈簧(huang)生産時外徑、自由(yóu)長度和❓收縮量難(nán)以控制。進口鋼絲(sī)機械性能的穩定(ding)性明顯優于國産(chǎn)鋼絲。如Garphttan公司生産(chan)的閥門鋼絲材料(liao)強度波動能🤞夠控(kong)制在♻️100MPa以内，國内企(qi)業似乎無一家能(néng)做到。

4.對彈簧疲勞(láo)壽命影響最大的(de)表面缺陷、脫碳兩(liǎng)項指标難👈以達到(dào)國外同類産品水(shui)平。

5.生産懸架彈簧(huang)的變截面材料，生(sheng)産氣門彈簧的卵(luǎn)形截面🈲材料國内(nèi)企業沒有能力生(sheng)産，隻能把市場拱(gong)手💋讓出。

6.新鋼種開(kai)發是國内企業最(zuì)薄弱的環節，迄今(jin)對于新懸架彈👣簧(huáng)材料和超純淨氣(qì)門彈簧材料開發(fa)尚🍉處于空白，并且(qiě)近期也沒有開發(fā)設想。

七、結束語

彈(dàn)簧鋼絲是彈簧的(de)主要原料，其質量(liang)好壞主要程‼️度上(shàng)決定了🛀🏻最終産品(pin)的質量。中國汽車(chē)工業超常📱規發展(zhǎn)不僅給彈簧🧑🏾‍🤝‍🧑🏼制造(zao)業提供難得的發(fa)展機遇👈，也對彈簧(huang)原材💚料生産了市(shì)場拉動力🆚。彈簧技(ji)術發展必然會對(duì)它們原材料提高(gāo)越來越高的要求(qiu)，彈簧行業企盼🤩國(guó)内金屬制品業與(yu)時俱進，為彈簧生(sheng)産提出更多的質(zhi)優價廉材料。

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