弹簧垫圈的材质选择直接影响其防松性能、耐腐蚀性及适用场景。以下是弹簧垫圈常见材质的详细分类、特性及应用场景：
一、常见材质类型
1. 碳钢系列
65Mn弹簧钢
标准弹簧垫圈（如GB/T 93-1987），适用于一般机械连接。
汽车制造：承受振动和频繁拆卸，如发动机与机座连接。
特性：高弹性、抗疲劳性能优异，硬度42-50HRC（淬火+回火后）。
应用：
70#碳钢
DIN127-B标准：德标弹簧垫圈，广泛用于欧洲市场。
重型机械：如建筑钢结构节点，需高承载能力。
特性：硬度较高，强度优于65Mn，适用于高预紧力场景。
应用：
60Si2Mn弹簧钢
重型弹簧垫圈（GB7244-1987），适用于高载荷环境（如桥梁、压力容器）。
特性：硅锰合金弹簧钢，弹性模量高，耐疲劳性更强。
应用：
2. 不锈钢系列
SUS304（0Cr18Ni9）
食品加工设备：如饮料生产线螺栓连接。
医疗器械：需无菌且耐腐蚀的场景。
特性：耐腐蚀性良好，适用于一般潮湿或化学环境。
应用：
SUS316（0Cr17Ni12Mo2）
船舶制造：海水接触部件的防松。
化工设备：酸碱环境下的管道连接。
特性：含钼，耐点蚀和缝隙腐蚀，适用于海洋或高盐雾环境。
应用：
3Cr13（马氏体不锈钢）
中等腐蚀环境：如户外电气设备。
特性：兼具耐蚀性和强度，硬度≥34HRC（回火后）。
应用：
3. 磷青铜
特性：导电性优异（电阻率低），耐腐蚀，弹性适中。
应用：
电子设备：如电路板固定螺钉，需导电且防松。
精密仪器：避免金属腐蚀影响精度。
4. 其他合金
铜合金（如黄铜）
电气连接：如开关、插座固定。
装饰性场景：家具或建筑五金。
特性：导电性好，装饰性佳，但强度较低。
应用：
钛合金
航空航天：高温或高腐蚀环境（如发动机部件）。
特性：轻量化、高强度、耐极端温度。
应用：
二、材质选择依据
1. 环境因素
腐蚀性环境：
优先选择不锈钢（304/316）或磷青铜，避免碳钢锈蚀。
高温环境：
需选用高温合金弹簧钢（如60Si2Mn），或特殊涂层处理。
高载荷场景：
重型垫圈使用60Si2Mn或高强度碳钢（70#）。
2. 性能需求
弹性与硬度平衡：
65Mn和70#碳钢提供*佳弹性与硬度组合，适用于动态载荷。
导电性要求：
磷青铜或铜合金用于电子电气领域。
3. 标准与规范
国标（GB）：
GB/T 94.1-2008规定碳钢、不锈钢、磷青铜等材质。
德标（DIN）：
DIN127-B常用70#碳钢，DIN127-A可能用不锈钢。
行业标准：
GB7244（重型）使用60Si2Mn，GB859（轻型）用65Mn。
三、特殊处理与涂层
1. 表面处理
镀锌（MZN）：
防锈，适用于一般环境（如普通机械设备）。
发黑（氧化）：
减少反光，适用于精密仪器（如光学设备）。
磷化：
提高耐磨性，常用于碳钢垫圈（如汽车底盘螺栓）。
非电解锌片涂层（ZFSH）：
环保防锈，适用于出口产品（欧盟CE认证要求）。
2. 热处理
淬火+回火：
碳钢材质通过热处理达到42-50HRC硬度，确保弹性和强度。
回火（不锈钢）：
不锈钢垫圈回火后硬度≥34HRC，保持耐蚀性。
3. 氢脆预防
电镀后驱氢处理：
碳钢垫圈电镀后需在200℃下保温2小时，避免氢脆断裂。
四、应用场景示例
| 场景 | 推荐材质 | 理由 |
|---|---|---|
| 汽车发动机连接 | 65Mn碳钢 | 承受高频振动，需高弹性和抗疲劳性。 |
| 化工管道法兰 | SUS316不锈钢 | 耐酸碱腐蚀，长期接触化学介质。 |
| 电子设备电路板 | 磷青铜 | 导电性优异，避免电磁干扰。 |
| 航空航天结构件 | 钛合金 | 轻量化、耐高温、抗辐射。 |
| 户外建筑五金 | 镀锌碳钢（65Mn） | 防锈性能适中，成本效益高。 |
五、注意事项
材质兼容性：
不同金属接触时需考虑电化学腐蚀（如不锈钢与碳钢搭配需绝缘措施）。
标准符合性：
确保材质符合当地标准（如欧盟CE认证要求DIN127材质）。
特殊环境适配：
高温或低温环境需验证材质的热稳定性（如60Si2Mn在-40℃~150℃性能稳定）。
通过合理选择材质及处理工艺，弹簧垫圈可在不同场景下实现可靠防松与长期耐用性。
