在机械设备中，碟形弹簧由于具有抗冲击载荷强、变形量小、承载能力大、在受载方向空间尺寸小等显著优点，常作为弹性元件广泛使用。
碟形弹簧的生产和制造在欧洲由来已久，但在北美洲，碟形弹簧制造工业正在蓬勃兴起并逐渐被接受。碟形弹簧最早是100多年前法国J. Belleville发明的。20世纪30年代早期，工程师(G.M.)Almen and Laszio 发展了理论、制订了生产、质量标准 DIN 2092 和 DIN 2093。这些标准作为碟形弹簧的第一次工业标准被世界各地接受，并传遍了欧洲，目前已经被许多跨国公司广泛采用。日本制订了他们自己的相应标准，但美国还没有就碟形弹簧制定自己的工业标准。许多美国生产商以DIN 标准作为碟形弹簧质量标准。1980年我国也参照DIN规定制定了相应标准，1992年作了修订，标准号为GB/T1972－1992，它规定了碟形弹簧的尺寸系列、技术要求、试验方法、检验规则和设计计算。
(一)碟形弹簧的材料
我国碟形弹簧采用材料有高质量的弹簧钢60Si2MnA、50CrVA或特殊材料，如不锈钢、铬镍铁合金等。其中特殊材料不锈钢、铬镍铁合金等适用于高温和腐蚀性环境。大连高压阀门厂刘敏亮等2002年介绍采用铬镍铁合金碟形弹簧的高温高压硬密封球阀，密封可靠, 零泄漏, 可承受很大的轴向力, 适用于液体、气体和酸类等强腐蚀介质以及泥浆和砂类等强磨损介质，可广泛用于石油、化工和电力等行业。武汉锅炉股份有限公司工艺处薛松等2002年介绍镍基合金材料(0Cr15Ni70Ti3AlNb)制碟形弹簧可用于核反应堆设备。上海核工碟形弹簧制造有限公司在铬镍铁合金中主要添加了Al、Ti、Nb元素，使碟形弹簧的强度、弹性和塑性进一步提高。
国外碟形弹簧的材料比较典型的有：
标准范围 | | 材料 | Ck75 | 50 Cr V4 | X12CrNI 177 | X7CrNIAl 177 | X35CrMo17 | X22CrMoV 121 | DIN标准号 | 1.1248 | 1.8159 | 1.4310 | 1.4568 | 1.4122 | 1.4923 | 化学组成（％） | C | 0.7-0.8 | 0.47-0.55 | 0.12 | 0.09 | 0.35 | 0.2 | Si | 0.15-0.35 | 0.15-0.40 | 1.5 | 1 | 1 | 0.3 | Mn | 0.6-0.8 | 0.7-1.1 | 2 | 1 | 1 | 0.6 | P max | 0.035 | 0.035 | – － | –－ | 0.03 | 0.035 | S max | 0.035 | 0.035 | –－ | –－ | 0.03 | 0.035 | Al | － | － | － | 0.75-1.5 | － | － | Cr | － | 0.9-1.2 | 16-18 | 16-18 | 16.5 | 12 | Ni | － | –－ | 6-9 | 6.5-7.75 | － | 0.6 | V | － | 0.1-0.2 | － | － | － | 0.6 | Mo | － | － | － | － | 1.15 | 1 | 弹性模量（N/mm2） | 206000 | 206000 | 190000 | 195000 | 206000 | 206000 |
特殊应用场合 | | 材料 | Inconel X750 | Inconel 718 | Nimonic 90 | A286 Alloy | FV520B | CuBe2 | DIN标准号 | –- | 2.4668 | 2.4969 | 1.4980 | –- | 2.1247 | 化学组成（％） | C | 0.08 | 0.08 | 0.09 | 0.08 | 0.048 | - | Si | 0.5 | 0.35 | 1 | 1 | 0.37 | - | Mn | 1 | 0.35 | 1 | 2 | 1.05 | - | P max | –- | 0.015 | –- | –- | 0.020 | - | S max | 0.01 | 0.015 | 0.015 | –- | 0.014 | - | Al | 0.4-1 | 0.2-0.8 | 1-2 | 0.35 | – - | - | Cr | 14-17 | 17-21 | 18-21 | 13.5-16 | 16-18 | - | Ni | ≤ 70 | 50-55 | Rest | 24-27 | 5.47 | +Co=0.2-0.6 | V | - | - | - | 0.1-0.5 | - | - | Mo | –- | 2.8-3.3 | –- | 1-1.75 | 1.72 | - | W | –- | –- | –- | –- | –- | - | Ti | 2.25-2.75 | 0.65-1.15 | 2-3 | 1.9-2.3 | 0.10 | - | Be | - | - | - | - | - | 1.95 | Cu | 0.5 | 0.3 | 0.2 | –- | 2.08 | Rest | Co | –- | 1 | 15-21 | – - | – - | –- | Fe | 5-9 | –- | 2 | –- | –- | –- | Nb | 0.95 | –- | –- | –- | –- | –- | 弹性模量（N/mm2） | 214000 | 208000 | 220000 | 199000 | 210000 | 135000 |
表中Inconel X750是高镍合金，用它制成的碟形弹簧适用于高温和腐蚀性环境。
日本古河电气工业株式会社申请的日本专利JP7153514（1993年11月29日申请；1995年6月16日公开）所述碟形弹簧提高了使用温度，既可用于寒冷地方，又可用于热带地方。由50.7-51.2at.% Ni－Ti合金或 Ni-Ti基合金（0.01-5.0at.%至少为V, Cr, Fe, Co，Nb中一种，0.01-10.0at.% Cu）制成，具有超级弹性。能有效防止螺栓预紧力的松弛。
（二）铬镍铁合金碟形弹簧的使用温度
大连高压阀门厂刘敏亮等2002年介绍铬镍铁合金在780 ℃时具有很高的强度、韧性和耐氧化性, 疲劳强度高。采用铬镍铁合金碟形弹簧的高温高压硬密封球阀温度可达600℃。自贡高压阀门股份有限公司朱永平2000年介绍广泛地用于石油、化工和冶金等工业的球阀，当采用的弹簧材料为0Cr17Ni8Al时，推荐使用温度为－250～300℃。上海核工碟形弹簧制造有限公司研制的碟形弹簧使用温度为-196℃～650℃，还可用于最高达816℃的高温环境和可达-253℃的超低温环境，并能有效防止螺栓预紧力的松弛。
美国Fandisc、英国Springmasters公司制备的高镍合金Inconel X750碟形弹簧，使用温度-200/+500℃。
（三）铬镍铁合金碟形弹簧的生产厂商
国内有扬州弹簧有限公司（原扬州弹簧总厂）、扬州圣林弹簧厂、云南云弹经贸有限公司、上海核工碟形弹簧制造有限公司等。
国外有Fandisc、Springmasters等公司。Fandisc公司成立于1966年，是美国第一家生产DIN标准碟形弹簧的厂商，直径从6mm到260mm，还可以生产直径达到1000mm的弹簧。可以采用特殊材料，如高镍马氏体钢制备碟形弹簧，以用于高温、耐腐蚀环境，如核设备中。其采用高镍马氏体钢Inconel X750 材料制的碟形弹簧热处理后的力学性能为：
材料 | 拉伸强度 PSI | E-模量 (70° F) PSI | Poisson's 比率 µ | 使用温度 °F | INCONEL X-750 | / | 31·106 | 0.29 | 可达 1200 （约649℃） |
Fandisc公司就其研制的碟形弹簧已经申请了美国专利US5829933（申请日：1997年12月2日；公开日：1998年 11月3日）。
Springmasters公司是欧洲重要的碟形弹簧生产厂家之一，位于英国沃里克郡，可以生产铍铜、磷青铜、高镍合金等多种弹簧，直径从6mm到250mm。产品出口中东、非洲、中欧、东欧、西欧和北美洲。应用于特殊场合时碟形弹簧的材料也为Inconel X750、Inconel 718、Nimonic 90、A286 Alloy、FV520B、CuBe2（同前所述）。弹簧经过特殊的表面处理。
参考文献：
⒈标题：高温高压球阀的材料选择
出处：阀门 2002，（3） 12～13
⒉标题：高精度碟形弹簧的制造
出处：核动力工程 2002,（3） 69～71
⒊标题：碟形弹簧
出处：www.888th.com.cn
⒋标题：碟形弹簧
出处：www.cnshenglin.com
⒌标题：普通碟形弹簧
出处：www.kmthc.com
⒍标题：碟形弹簧
出处：GB/T 1972-1992
⒎标题：球阀弹簧材料的选用
出处：阀门 2000,（3） 31～33
⒏标题：Disc spring materials: chemical/physical properties
出处：www.fandisc.com
⒐标题：Washer with a relief
出处：US5829933
⒑标题：Disc springs
出处：www.springmasters.com
⒒标题：Super-elasticity coned disc spring- consists of nickel-titanium alloy, and is hot and cold fabricated, preventing loosening of bolts
出处：JP7153514
10/9/2005
|
