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彈簧熱(rè)處理的目的、方法和要求詳解(jiě)!

2021-5-17

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彈簧熱處理的目的在于充分(fèn)發揮材料(liào)的潛力,使之達到或(huò)接近最佳(jiā)的力學性能,從(cóng)而保證彈簧在使用狀态下長長期可靠地工作。

彈簧在加工過程中(zhōng)都(dōu)要進(jìn)行熱(rè)處理,對于各種不同類型、材(cái)料和用不同的方(fāng)法加工出來的(de)彈簧,其熱處理(lǐ)的目的方法和要(yào)求是不同的。為了消除不利的剩(shèng)餘,改(gǎi)善彈(dàn)簧表層的應力分布狀況、獲得(dé)較高的有效應力,在彈簧的制造中,經常采用機械強化(huà)工(gōng)藝。可以通過(guò)不同的熱處理方法(fǎ)來滿足彈簧設(shè)計的要求。

 
預備(bèi)熱處(chù)理
常用碳素彈簧鋼和合金彈(dàn)簧鋼的預備熱(rè)處理工藝:(如下圖)
 
消應力回火
常用彈(dàn)簧(huáng)鋼材料消應力回火處理(lǐ)規範:
冷拔(bá)成形并經過強化(huà)處理的材料,在冷狀态下加(jiā)工成彈簧,或者時效處理後又經過變形(xíng)加(jiā)工的彈簧性(xìng)元件,都應該進行消應力回火處理。處(chù)理的規範是按材料的種類和規格決(jué)定,達到既(jì)要消除加工應力,又要保證材料的強度、硬度和韌性等。(見下圖):
 
消應力回火溫(wēn)度對各種材料彈(dàn)簧力(lì)學性能的影響:
消應力回火溫度對各種材料彈簧力學性能的影響是客觀存在(zài)的。可以用回火溫度對碳素彈簧鋼絲、油淬火回火鋼絲和(hé)1Crl8Ni9彈簧材料力學性能的影響加以(yǐ)說明(見(jiàn)下圖):
 
根據(jù)試驗:大多數冷加(jiā)工的奧氏體不鏽鋼,在經過320-440℃回火處理10-60min後,力學(xué)性能、彈性(xìng)、疲勞強度和松(sōng)馳性(xìng)能都會得到不同的提高,其抗拉強度大約可以增加10%。這是因(yīn)為在(zài)回火過程中有一種(zhǒng)細微的碳化物M23C6在原(yuán)子晶格結構(gòu)中(zhōng)析出,使得材料可以(yǐ)增加抗拉強度;另外,彈簧成形後通過回火處理可以減少因為加工成形而引(yǐn)起的内應力,提高了疲(pí)勞強度。

消(xiāo)應力回火的溫度和保溫時間(jiān)對拉伸彈簧的初拉力的影響:
消應力回火對拉伸彈簧的初拉力是有影響的,回火(huǒ)溫度低,保溫時間短,保(bǎo)留(liú)的初拉力較大,反之初拉力保(bǎo)留(liú)得小。下圖列出了回(huí)火(huǒ)溫度、時(shí)間對拉伸彈簧(huáng)初(chū)拉力的殘餘(yú)百分比試驗值。(如下圖):
 
可以根(gēn)據拉伸彈(dàn)簧所需要的初拉力大小,對(duì)消應力回火溫度與保(bǎo)溫時間進行調整。為了彈簧加(jiā)工的需(xū)要消應力回(huí)火有時要進行多次,為了(le)防止材料強度(dù)降低,應注(zhù)意以後的每次回火都要比第一次的回火溫度低20-50℃。
淬火和回(huí)火常用彈簧材料的淬火和回火處理規範:
用退火(huǒ)材料成形或熱卷成形(材料直徑、厚度較大)、熱彎(wān)成形的彈簧(huáng)為了确保彈簧的強度和性能,應進行淬火(huǒ)和回火處理。常用彈簧(huáng)材料(liào)淬火和回火處理規範(如下(xià)圖(tú)):
 
淬火和回火處理的(de)注意事項:
彈簧的淬火應在保護氣氛爐、真空(kōng)爐或鹽爐中進行。回火可以在空氣爐、硝(xiāo)鹽爐或真空爐内進行。對有回火脆性的材料,例如錳(měng)鋼、矽錳鋼、鉻矽鋼(gāng)等 在回火後應訊(xùn)速在水或油中冷卻,并立即補充進行低于200℃的低溫回(huí)火,以消除冷卻應力。

由于合金彈簧鋼含碳量(liàng)比較高,又含一定的合(hé)金元素,淬火後内應力較大,容易形成淬火(huǒ)裂紋所以淬火後應該盡(jìn)快回火。如不能及時回火,應先在低于回火溫度下保持一段時間。
 
等溫淬火
等溫淬火的目的:
為了使得彈簧在獲(huò)得良好(hǎo)的綜合性能的前提(tí)下,提高微量塑性變形抗力和抗松弛性能,并減少淬火變形,可采用貝氏體(tǐ)等溫淬火、馬氏體等溫淬火等方法,其中馬氏體等溫(wēn)回火在彈(dàn)簧性零件中應用較多。

等溫淬火後一般不(bú)需要進行回(huí)火處理,如進行補充回火,可以進一步提高彈性(xìng)性能,改(gǎi)善(shàn)綜合性能。下圖列出60i2MnA鋼等(děng)溫淬火與普通淬火回火力學性能的比較(如(rú)下圖):
 

 

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