EN 10270-1 机械弹簧用钢丝

欧洲标准EN 10270-1
机械弹簧用钢丝
第一部分：铅淬火冷拉非合金钢丝
CEN
欧洲标准化委员会
前言 (1)
1. 范围 (1)
1.1 EN 10270-1规定了铅淬火冷拉非合金断面为圆形的静态和动态机械用弹簧钢丝的
制造 (1)
1.2 EN 10021的一般交货技术条件也适用于本欧洲标准供货的产品。

(1)
2 参考标准 (1)
3. 术语和定义 (1)
3.1 铅淬火冷拉钢丝 (1)
4. 分类和命名 (1)
4.1 分类 (1)
4.2 命名 (2)
5. 订货信息 (2)
6. 要求 (2)
6.1材料 (2)
6.2 交货方式 (3)
6.3 镀层和表面状态 (3)
6.4 力学性能 (3)
6.5 工艺性能 (8)
6.6 交货时钢丝的盘卷和工字轮的状况 (8)
6.7 表面质量 (9)
6.8 尺寸和尺寸偏差 (10)
7 测试和检测 (11)
7.1 检测和检测文件 (11)
7.2 特殊检测的测试 (11)
7.3 样品 (11)
7.4 检测方法 (12)
7.5 复检 (12)
8 标识和包装 (12)
附录A (15)
附件A （提供）额外信息
前言
本欧洲标准由技术委员会ECISS/TC 30，钢丝，起草，秘书处由BIS承担。

本欧洲标准应用国家标准的形式最晚于2001年10月以同样文本公布或签发，并同时废除与之相矛盾的国家标准。

本欧洲标准针对于机械弹簧钢丝由以下几个部分组成：
－第1部分：铅淬火冷拉弹簧钢丝；
－第2部分：油淬火和回火弹簧钢丝；
－第3部分：不锈钢弹簧钢丝；
按照CEN/CENELEC的内部章程，下列国家有义务执行此欧洲标准：奥地利、比利时、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国。

1. 范围
1.1 EN 10270-1规定了铅淬火冷拉非合金断面为圆形的静态和动态机械用弹簧钢丝的制造
1.2 EN 10021的一般交货技术条件也适用于本欧洲标准供货的产品。

2 参考标准
本欧洲标准在条文中适当处引用了其它文件中的条款。

这些文件有注日期或不注日期的，名称如后。

凡注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订本仅当包含在本标准中时才适用于本标准。

凡未注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准（包括修改单）。

EN 10002-1 金属材料－拉伸试验－第1部分：试验方法（室温）
EN 10016-1 冷拉和/或冷轧用非合金钢盘条—第一部分：一般技术条件
EN 10016-2 冷拉和/或冷轧用非合金钢盘条—第二部分：通用棒材的特殊要求
EN 10016-4 冷拉和/或冷轧用非合金钢盘条—第四部分：专用棒材的特殊要求
EN 10021 钢铁产品一般交货技术要求
EN 10052 铁产品热处理专业词汇
EN 10204 金属产品—检验文件的类型
EN 10218-1：1994, 钢丝和线材制品－概述—第一部分：检验方法
EN 10218-2：1994, 钢丝和线材制品－概述—第二部分：尺寸和公差
EN 10244-2，钢丝上非有色金属涂层—第二部分：锌和锌合金涂层
CR 10261 铁和刚实用化学分析法评述
EN ISO 377 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备
ISO 14284 钢和铁化学成分测定用取样和试样制备
EU 1041 非合金和低合金结构钢脱碳层厚度的测定
3. 术语和定义
以下术语和定义适用于本标准
3.1 铅淬火冷拉钢丝
冷拉成形钢丝需要材料经过热处理—铅淬火之后（见EN 10052）
4. 分类和命名
4.1 分类
弹簧钢丝是按照强度等级和使用类型来分级的。

弹簧在使用时承受静载荷或者很少波动的载荷时，钢丝分为S类型。

另一方面，承受经常或明显的动态载荷，需要小的旋绕比或者1可以在订购时协定，直到EURONORM引用到此标准中，EURONORM或者一致的国际标准的应用
大的弯曲比，钢丝分为D类型。

根据强度等级，弹簧钢丝分为三个等级：低，中和高。

4.2 命名
根据此标准的产品命名如下：
—术语：弹簧钢丝；
—此欧洲标准的编号：EN 10270-1；
—钢丝等级（见表1）；
—公称直径的选择见表3；
—涂层的缩写（见6.3）
例：根据此标准命名弹簧钢丝的等级为SM，公称直径2.50mm，磷化涂层：弹簧钢丝EN 10270-1-SM-2.50 ph
5. 订货信息
购买方需要在他的要求或者订单中陈述产品和以下信息：
a)需求数量；
b)欧洲标准的编号：EN 10027-1；
c)钢丝等级，涂层和表面质量（见6.3）；
d)钢丝的公称直径；
e)交货方式和单件重量（见6.2）；
f)检验文件类型；
g)其它特殊协议
例：5t 弹簧钢丝EN 10270-1-SM-2.50 ph
工字轮500Kg
检验文件EN 10204-3.1.B
6. 要求
6.1材料
6.1.1概述
弹簧钢丝需由符合EN 10016-1的钢制造，同时满足附加条件：
—对于SL, SM和SH：EN 10016-2；
—对于DM和DH：EN 10016-4。

6.1.2 化学成分
热分析的化学成分需遵从表2的最小值，热分析允许的偏差值分别符合EN 10016-2和EN 10016-4
注意：有些规格需要特别注意残差，因此，没有提及铬、镍、钼、锡，等，留有空间让买家和供应商之间协定，根据他们的加工条件，铝也是这个道理。

6.2 交货方式
钢丝需要以盘卷状态，独立或带有托架或工字轮或无芯或塑料管的方式交货。

除非在订单是双方达成协议，交货时以盘卷状态和塑料管打包。

6.3 镀层和表面状态
弹簧钢丝以磷化干拉或者湿拉，镀铜（Cu）、锌（Zn）或锌/铝（Zn/Al）。

其它特殊镀层，可有购买方和供应商协定（见附件A）。

若没有明确表面状态的规定，表面的类型可由制造方自行决定。

另外，所有的表面状态都可涂油。

6.4 力学性能
对于抗拉强度（Rm）和断面收缩率（Z），不同等级需要满足的值见表3，只有直径超过或者等于0.80mm的钢丝才需要测量断面收缩率。

同一件的钢丝抗拉强度的范围不超过表4。

ab
ab
ab
ab
EN 10270-1 8
若每卷钢丝重量大，可以达成适当协议。

6.5 工艺性能
6.5.1 卷簧检测
为了评估钢丝的卷绕成形和表面状况的一致性，钢丝直径达到0.70mm的，等级为DM,SH和DH需要做卷簧检测。

在这项测试中，如7.4.3所述，卷簧后样品呈现没有裂纹或者破裂的无缺陷表面，节距和直径均匀。

注：尽管卷簧检测的用处没有被公认，自从展示测得其内部强度的可能性后，它就被沿用下来。

若获得有疑问的结果，钢丝不应该立马被退货，而是双方努力找到原因。

6.5.2 扭转检测
为了评估钢丝的成形性，断裂特征和表面状况。

所有等级公称直径在0.70mm和10mm 之间的钢丝都需要进行扭转检测。

表3中规定了直径到7.00mm的钢丝的必须满足最小扭转值。

超过这个尺寸的扭转值只作为参考。

在扭转时，根据7.4.5在规定次数内样品表面无破裂，扭转样品的破裂必须垂直于钢丝的轴（见EN 10218-1：:1994, type1a,2a,3a）
弹簧回弹分层和破裂（“工字轮”和“二次”裂纹）在评价中不予考虑。

每一次，即使钢丝断裂的两个部分在扭转时受力不一致，两个断面的变形得一致。

对于DH，扭转后表面不得出现肉眼可见的裂纹和分层（仅type“1a”可以接受）。

6.5.3 缠绕检测
缠绕检测（见7.4.4）适用于直径小于或等于3.00mm的钢丝，当绕着一倍钢丝直径的芯棒绕8圈后，钢丝不得出现断裂的迹象。

6.5.4 弯曲检测
需方有要求时，直径大于3.00mm的钢丝可进行弯曲检测，检测过程中，钢丝无失效的迹象。

注：在一些应用中，钢丝由于弯曲发生严重变形。

在转弯处延长弹簧，弹簧绕在支架上，弹簧排列等。

在这些情况下弯曲检测提供了一个和实际应用紧密结合的检测。

6.6 交货时钢丝的盘卷和工字轮的状况
6.6.1 简介
每批钢丝应由同一牌号、同一长度的钢丝组成。

DM和DH级在允许在最后一次铅淬火之前焊接；所有其他的焊接都不允许，若经协议允许应标记明确。

SL/SM/SH级的钢丝在最终铅淬火时的直径时，允许焊接；对于其他的焊接，由钢丝的直径和应用决定。

6.6.2 卷的尺寸
卷的内径至少要满足表5给的值，除非另有协议
除非另有规定，钢丝的圈形需均匀规整。

当捆绑钢丝去掉，圈径会扩大，但是不会向内径缩回，小于原始的圈形直径，除非供应商和购买方定有协议。

在同一卷或同一批次钢丝中放大程度应大致均匀。

6.6.4 钢丝的轴向圈形
钢丝的圈形必须闭合。

对于钢丝直径大于5.00mm ，满足以下条件的，就认为达到这个要求。

从盘卷上取一段钢丝，将其自由悬挂在吊钩上，则该圈钢丝的两端出现轴向位移“f ”,(如图1所示)，位移值“f ”不超出下列方程所求的值：
4
2.0d
D
f
式中：f —圈距；D —自由圈径（mm ）；d —钢丝的公称直径（mm ）
图1 钢丝的螺旋排线
6.6.5 钢丝排线的其他测试方法
适当的情况下，其他的排线测试方法，如EN10218-1中规定的，在下订单时也可以达成协议。

6.7 表面质量
6.7.1 钢丝的表面必须光滑，尽量避免刮伤、裂缝、铁锈以及其它的表面缺陷。

这些都会对钢丝的使用造成显著的负面影响。

6.7.2 表面检测（见7.4.7和7.4.8）只需运用到准备做承受动载的弹簧钢丝（DM 和DH ）。

— 径向深度的裂缝或其他表面缺陷应不大于钢丝公称直径的1%。

— DM 等级的弹簧钢丝截面完全不出现脱碳层。

局部脱碳即铁素体晶界的含量超过主体或"核心"部分，径
向深度不超过钢丝公称直径的1.5%。

6.7.3 若是镀锌或锌/铝合金的弹簧钢丝，镀层的重量必须满足表6中规定的最小值。

其它的的等级由买卖双方协议决定，镀层的粘附力根据EN 10244-2通过缠绕实验（见7.4.1）测定。

注：普通的镀层方法会改变钢丝的性能，钢丝的延展性和力学性能会下降。

所以不能保证弹簧钢丝镀锌后
和对应的未镀层的钢丝有相同的扭转次数或者相同的承受动载的性能（DM 和DH ）。

6.8 尺寸和尺寸偏差
— 盘条
直径偏差见表3
，参考EN 10218-2:1996 — T5针对直径小于0.080mm ；
— T4针对直径0.80mm 到10.00mm ； — T3针对直径大于10.00mm 。

若偏差要求和表3中的不同，可在下订单的时候规定。

— 长度偏差和伸直度参考EN 10218-2:1996。

长度偏差必须是正偏差，偏差范围一致（见
表7）。

钢丝同一横截面最大直径和最小直径的差异不超过表3中总的允许偏差的50%。

7 测试和检测
7.1 检测和检测文件
符合本标准的产品和详细的检验的标准（见EN 10021）和相关的检验文件（见EN 10204）一并发给客户。

检验文件包括以下内容：
—热处理分析
—拉伸试验的结果（Rm和Z）
—扭转试验的结果（Nt）
—实测直径
—镀层重量（需要时）
—所要求的测试的结果
7.2 特殊检测的测试
特殊检测的测试和表10一致。

7.3 样品
样品和测试试剂符合EN ISO 377和ISO 14284，每卷钢丝的端部取样，详细说明见表10，第八栏。

7.4 检测方法
7.4.1 化学成分
在选择合适的化学和物理分析方法时除非下订单时另有要求，产品的分析由供应商决定。

为了妥当，分析由参与方都支持的实验室执行，一致同意的分析方法，尽可能符合CR 10261。

7.4.2 拉伸测试
拉伸测试根据EN 10002-1来执行，样品的截面完整。

用实际直径算的实际截面积来计算抗拉强度。

7.4.3 卷簧测试
盘卷测试按照以下的方法执行：样品大约500mm长，钢丝保持均匀拉力使其紧密缠绕在3-3.5倍公称直径的芯棒上，任何情况下，芯棒的直径至少有1.00mm。

然后拉开紧挨着的圈，卸载后，大约弹簧的静态长度为原始长度的3倍。

钢丝的表面状况和弹簧弹程以及独特的绕组都可以在此状况下检测。

7.4.4 缠绕测试
缠绕测试应符合EN 10218-1；钢丝绕一倍自身直径的芯轴8圈。

7.4.5 扭转测试
在扭转测试时，样品的中心轴对准夹钳的中心固定在装置上，同时样品保持平直。

一端的夹具以一个尽可能稳定的速度旋转（每秒不要超过一圈）直到样品破断。

记录下转动的夹具所转的完整圈数的次数。

标距一致是100×d（d=钢丝的公称直径），最长为300mm。

7.4.6 弯曲测试
弯曲测试时，钢丝样品得有足够的长度绕着芯棒弯曲成“U”形。

钢丝的直径超过3.00mm 不大于6.50mm时，芯棒直径是钢丝直径的2倍，钢丝直径超过6.50mm时，芯轴直径是钢丝直径的3倍。

实际应用时，若钢丝承受住芯棒的尺寸小于规定的尺寸，认为符合这个标准的要求。

测试时，钢丝的纵向可以在成形装置中自由的移动。

7.4.7 表面缺陷
表面缺陷的检验通过观察每圈经过深度腐蚀钢丝的尾端或者金相检验。

经双方协议，针对直径小于2.00mm的钢丝，微观组织的检查在经过最后一次热处理后马上执行。

深度腐蚀的实验参考EN 10218-1。

若涡流测试的灵敏度达到要求，协议达成的话，也可以用这个方法。

若有争议时，可以进行金相检验。

7.4.8 脱碳层
脱碳应根据EN 104用显微镜放大200倍观察的样品被适当腐蚀的横截面的金相组织。

脱碳层的深度是成45°角的四条直径的端部的脱碳层的深度的平均值，从脱碳最多同时没有缺陷的区域开始。

计算平均值时，若其它的7个测试点中，有表面缺陷的，数据不予引用。

下订单时可以达成协议，针对直径小于2.00mm的钢丝，脱碳的测试在经过最后一次热处理后马上执行。

7.4.9 直径
测量直径时使用适当的工具，千分尺或者其它合适的方法。

椭圆度时钢丝任一横截面最大值和最小值的差异。

对于小于0.65mm的，每次测量对应的值（见A.3）都需要考虑，因为测量受到工具技术能力的限制。

7.4.10 锌或锌/铝镀层
锌或锌/铝镀层的测试符合EN 10244-2体积或者重量测试方法。

7.4.11 镀层粘附力
锌或锌/铝镀层的粘附力针对直径高达5mm的钢丝参考EN 10244-2，通过缠绕3倍自身直径的芯棒来测试。

7.5 复检
复检参考EN 10021
8 标识和包装
每卷钢丝必须适当的区分、标识以便于跟踪和查阅检查文件。

标签可以经受普通的触摸和接触油；包含表9中的信息，其它信息可由参与方协议决定。

钢丝在运输过程中必须进行适当的保护，防止机械损伤或者弄脏。

a
附录 A
（提示的附录）
附加信息
A.1 钢丝表面状态的说明 A.1.1 拉拔条件
所有冷拔弹簧钢丝通过拉拔成形的，拉拔方式的区别如下： — 干拉（d ）：通过粉末润滑剂如：皂粉、硬脂酸盐类或类似物质； — 油拉（ps ）： 通过矿物油中的粘性润滑脂、动物油脂、合成蜡或类似物质； — 灰色（gr ）：通过菜油、稀薄的矿物油或类似物质； — 湿拉（w ）：通过水性乳液的润滑脂或油乳剂； — 液态（l ）：通过加或不加金属盐的水溶液。

A.1.2 表面处理
为了减轻钢丝拉拔和弹簧成形的难度，弹簧钢丝的表面都有涂层。

只有极个别的特殊情况下没有镀层。

普通的涂层如下：
— 光面(b)：没有任一特殊涂层：标准硼砂涂层或石灰涂层； — 磷酸盐涂层(ph)：钢丝在溶液中表面形成一层金属磷酸盐膜； — 红色(rd)：表面附着一层铜，通常是转变涂层； — 镀铜(Cu)：表面附着一层均匀的铜膜； — 镀锌（Z ）：表面附着一层锌层；
— 锌/铝合金层(ZA)：表面附着一层锌95/铝5的涂层。

— 黄色层(y)：只适用于液体成形的产品，在液体中混入锡盐和铜盐。

— 白色(wh)：只适用于液体成形的产品，在液体中混入锡盐。

A.1.3 缩写
— 没有特殊拉拔条件的要求，表面涂层的缩写写在钢丝的直径的后面（见A.1.2）。

例：2.5mm 的磷化涂层的弹簧钢丝：2.5 ph 。

钢丝需要干拉或湿拉取决于钢丝的直径。

— 其他拉拔情况时，或买方明确要求湿拉或干拉时，它应显示涂层的组合缩写，连着拉拔条件的缩写。

例：3.0mm 灰色磷化弹簧钢丝：3.0 ph gr 。

1.5mm 湿拉红色弹簧钢丝：1.5 rd w 。

A.2 室温下的物理性能 A.2.1 弹性模量和切变模量
弹性模量设定为206 GPa ，切变模量为81.5 GPa 。

A.2.2 密度
没有特殊情况钢丝的密度设定为7.85 kg/dm 3。

A.3 测量仪器的精密度
为了保证测量值的准确性，测量仪器的精密度必须高于测量值允许偏差的10倍。

针对直径小于0.65mm 的，工业技术上仪器达不到要求。

然而，由于实际直径对弹簧钢丝性能的影响，规定偏差为3.5和8μm 。

这就意味着我们尽一切可能防止所有干扰精度的因素比如：温度，灰尘等。

同时，每一个值只是一个相对值。

但是，实际指出测几次求得其平均值可以得到一个接近实际值的适中值。

A.4 抗拉强度的方程
当S 级钢丝直径的值小于表3中提及的值时，抗拉强度可有下列方程求得： — 对于SL ：d R av log 7001845-= — 对于SM ：d R av log 7802105-=
式中：d 指直径mm ；Rav 指平均抗拉强度。

范围和表3中DH 级相同直径的规定一致。

A.5 冷拉弹簧钢丝的应用状况
表A.1展示不同等级的弹簧钢丝的应用状况。