【晨晖弹簧】分享：军用弹簧的制造全过程，原来工艺这么复杂

这是一个军用越野车悬架系统中用到的弹簧，又大又粗又重，你知道它是怎么被制造出来的吗？

好弹簧，需要先从炼钢开始。

这是一个钢铁厂，在炼钢之前需要对原材料进行预处理，也就是煤炭和铁矿石。在密闭的焦炉内1000摄氏度的高温下隔绝空气，对煤炭干馏约15至24小时。这个过程，煤的挥发物质被排出，剩下的固态物质便是坚硬多孔的焦炭。

铁矿石最 好要选品位高的富矿，目前中国的铁矿石主要来自于3个地方，巴西、澳大利亚和非洲。特别是澳大利亚，每年与中国有大量的铁矿石贸易。

铁矿石的形状不是很规则的，它们需要经过破碎和筛分，这样能改善高炉内矿石的透气性，增加化学反应效率。等变成直径大概3mm的粗矿砂之后，它们要被烧结成块状的烧结矿，或者是和膨润土等粘结剂混合造球，经高温焙烧制成高强度的球团矿。

接下来便是高炉炼铁，按比例装入烧结矿、焦炭和石灰石，从炉子下面鼓入温度高达1200摄氏度的热风。热风中的氧气与焦炭发生剧烈反应，生成一氧化碳和大量热量。

一氧化碳具有还原性，在上升过程中将铁矿石还原为金属铁。铁的密度大，会下沉，炉渣更轻，浮在铁水上面。铁水从铁口放出，而熔融的炉渣则从稍上方的渣口排出来。

铁水中含有较高的碳、硅、锰、磷、硫等元素，又脆又硬，必须要精炼成钢。先加入石灰基脱硫剂，去掉硫，然后再给铁水里通一 定量的氧气，氧气会与铁水中的硅、锰元素发生氧化反应，然后与碳元素反应，生成一氧化碳气泡。这时的转炉里，铁水就像一锅沸腾的罗宋汤。

将气体和夹杂物一并去掉，然后再加入石灰等造渣，将氧化生成的杂质并入炉渣。当铁水的碳含量和温度达到目标值时，我们就可以称呼它为钢了。出钢水时需要再加入一些脱氧剂，比如铝块，把里面多余的氧给消耗掉。

一般情况下，这样的钢水已经算合格了，可以造工字钢、螺纹钢，但是我们今天要造的是弹簧钢，所以还要进一步精炼。

精炼通常在LF炉中进行，用石墨电极产生电弧给钢水加热，然后吹入惰性气体氩气进行搅拌。接着就是放入一点“味精”，比如钒铁、铌铁、铬铁、锰铁等等，实现钢水的成分微调，这一步可以制造出不同的弹簧钢。

然后就是去氢，氢会产生氢脆，让金属损伤，要制造弹簧钢就要把冶炼中残余的氢元素去掉。方法很简单，用真空泵将钢包内的气压降至**水平，创造一个类真空环境，这样，溶解在钢液中的氢会迅速析出，然后被抽走。

精炼和真空处理后的纯净钢水最 后通过连铸机浇铸成固态坯料，然后再经过一系列的工序造出弹簧钢筋或者弹簧钢丝。

下面的工序就简单了，属于是有手就会。把这些钢筋绕成螺旋状，根据需求可调整线径、圈数和节距等参数，形成不同规格的弹簧。到这一步弹簧只有形状，没有弹力，它要经过一道非常重要的工序，即热处理。

在绕弹簧之前，如果材料太硬，那就要退火，退火后材料变软，可塑性增加不少，方便绕型。绕完之后要进行淬火，先加热到800度以上，然后将弹簧放入油或者加了盐料的水里，温度骤降，弹簧的钢材晶格结构变成马氏体硬度非常高。

但是这个过程也在钢材里产生了内应力，所以还要经过一个回火的步骤，去掉应力，让弹簧软硬适中，至此一个弹簧算是制作完成了，最 后还需要进行刷漆或者表面磷化处理，这样可以防锈。

一些高性能的军工弹簧钢，比如坦克上用的，还会用到更高 级的电渣重熔工艺。

所谓的电渣重熔，就是将上面做好的钢锭作为一个电极进行二次熔化，熔化的钢水会穿过渣层，在水冷结晶器内重新凝固，这样钢的品质会更好。这个技术很牛，也是坦克炮管钢制造的核心技术。

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信息发布：今日头条

信息来源：科学探索猫

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