A. 彈簧鋼淬火後要求表面要硬，又不容易斷。工件大小在7*8*45。最好真空淬
彈簧鋼的特點—彈簧主要在動載荷下工作,即在沖擊、振動的條件下,或在交變應力作用下工作,利用彈性變形來吸收沖擊能量,起緩沖作用。
由於彈簧經常承受振動和長期在享變應力作用下工作,主要是疲勞破壞,故彈簧鋼必須具有高的彈性極限和高疲勞極限。此外,還應有足夠的韌性和塑性,以防止在沖擊力作用下突然脆斷。
在工藝性論方面,彈簧鋼應具有較好的淬透性和低的過熱、脫碳敏感性。降低彈簧表面粗糙度能提高疲勞壽命。
為了獲得所需的性能,彈簧鋼必須具有較高的含碳量。碳素彈簧鋼的含碳量在0.6-0.9％之間,由於碳素彈簧鋼的淬透性差,故只用於製造截面尺寸不超過10-15mm的彈簧。對於截面尺寸較大的彈簧,必須採用合金彈簧鋼。合金彈簧鋼碳含量在0.45-0.75％之間,加入的合金元素有mn ,si ,w ,v ,mo等。它們的主要作用是提高淬透性和回火穩定性,強化鐵素體和細化晶粒,有效地改善彈簧鋼的力學性能,其中cr ,w ,mo還能提高鋼的高溫強度。
在熱狀態下成型的彈簧(直徑或厚度一般在10mm以上)
在冷狀態下成型的彈簧(直徑或厚度一般在10mm以下)
熱成型彈簧的熱處理工藝--用這種方法成型彈簧多數是將熱成型和熱處理結合在一起進行的,而螺旋彈簧則大多數是在熱成型後再進行熱處理。這種彈簧鋼的熱處理方式是淬火+中溫回火,熱處理後組織為回火托氏體。這種組織的彈性極限和屈服極限高,並有一定的韌性。
冷成型彈簧的熱處理工藝--對於用冷軋鋼板、鋼帶或冷拉鋼絲製成的彈簧,由於冷塑性變形使材料強化,己達到彈簧所要求的性能。故彈簧成型後只需在250c左右范圍內,保溫30min左右的去應力處理,以消除冷成型彈簧的門應力,並使彈簧定型即可。
耐熱彈簧鋼的熱處理--內燃機的氣閥彈簧是在較高溫度下工作,有的還存在腐蝕性氣氛,因此必須選用特殊的彈簧鋼和合適的熱處理規范。
彈簧淬火時常見的缺陷及防止措施
(1)脫碳(降低使用壽命)--1、採用鹽浴爐或拄制氣氛加熱爐加熱。2、採用快速加熱工藝。
(2)淬火後硬度不足,非馬氏體數量較多,心部出現鐵素體(產全殘余變形,降低使用壽命)--1、選用淬透性較好的材料。2、改善淬火冷卻劑的冷卻能力。3、彈簧進入冷卻劑的溫度應控制在ar3以上。4、適當提高淬火加熱溫度。
(3)過熱(脆性增加)--1、嚴格控製成型及淬火加熱溫度。2、加強淬火時的金相檢驗。
(4)開裂(脆性增加,嚴重降低使用壽命)--1、控制淬火加熱溫度。2、淬火時冷到250-300c時,取出空冷。3、及時回火
提高彈簧質量的措施
(1)形變熱處理--將鋼的變形強化與熱處理強化兩者結合起來,以進一步提高鋼的強度和韌性。形變熱處理有高、中、低溫之分。高溫形變熱處理是在穩遠的奧氏體狀態下產生形變後立即淬火,也可與鍛造或熱軋結合起來,即熱成型後立即淬火。形變熱處理己應用於汽車板簧生產中。(60si2mn)
(2)彈簧的等溫淬火--對於直徑較小或透透性足夠的彈簧可採用等溫淬火,它不僅能減少變形,而且還能提高強韌性,在等溫淬火後最好再進行一次回火,可提高彈性極限,回火溫度與等溫淬火溫度相同。
(3)彈簧的鬆弛處理--彈簧長時間在外力作用下工作,由於應力鬆弛的結果會產生微量的永久(塑性)變形,特別是高溫工作的彈簧,在高溫下應力鬆弛現象更為嚴重,使彈簧的精度降低,這對於一般精密彈簧是不允許的。因此,這類彈簧在淬火,回火後應進行鬆弛處理--對彈簧預先載入荷,使其變形量超過彈簧工作時可能產生的變形量。然後在高於工作溫度20c的條件下加熱,保溫8-24h。
(4)低溫碳氮共滲--採用回火與低溫碳氮共滲(軟氮化)相結合的工藝,能顯著提高彈簧的疲勞壽命及耐蝕性,此工藝多用於卷簧。
(5)噴丸處理--劃痕、折疊、氧化脫碳等表面缺陷往往會成為彈簧工作時應力集中的地方和疲勞斷裂源。若用細小的鋼丸高速噴打彈簧表面,不僅改善彈簧表面質量,提高表面強度,並使表面處於壓應力狀態,從而提高彈簧疲勞強度和使用壽命。
操作注意事項
(1)熱處理前檢查表面是否有脫碳、裂紋等缺陷。這些表面缺陷將嚴重地降低彈簧的疲勞極限。
(2)淬火加熱應特別注意防止過熱和脫碳,做好鹽浴脫氧,控制爐氣氣氛,嚴格控制加熱溫度與時間
(3)為減少變形,彈簧在加熱時的裝爐方式,夾具形式和冷卻時淬入冷卻方法。
(4)淬火後要盡快回火,加熱要盡量均勺。回火後快冷能防止回火脆性和造成表面壓應力,提高疲勞強度。
質量檢查
熱處理前--(1)鋼材的軋製表面往往就是製成彈簧後的表面,故不應有裂紋、折疊、斑疤、發紋、氣泡、夾層和壓入的氧化皮等。
(2)表面脫碳會顯著降什彈簧的疲勞強度,應按規定檢驗脫碳層的深度。
熱處理後--(1)肉眼或低倍放大鏡觀察彈簧表的不應有裂紋、腐蝕麻點和嚴重的淬火變形。
(2)硬度及其均勻性符合規定。大量生產時,允許用銼刀抽檢硬度,但必須注意銼痕位置應不影響彈簧的最後精度。
(3)金相組織應是托氏體或托氏體和索氏體的混合組織。
(4)板簧裝配後,通常還要進行工作載荷下的永久變形以及靜載撓度試驗。
各種彈簧鋼的熱處理規范及硬度要求
鋼號 淬火溫度 淬火介質 硬度要求 回火溫度 冷卻介質 硬度要求 應用范圍
65 780-830 水或油 400-600 線徑小於12-15mm的螺旋彈簧、彈簧墊圈
65mn 810-830 油或水 >60 370-400 水 42-50 5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧
50crv 850-870 油 >58 400-55 水 45-50 截面較大和較重要的板簧片及螺旋彈簧
50crv 850-870 油 >58 370-420 45-52 300c以下工作的高溫彈簧
60si2mna 860-880 油 >60 500-520 水 hb363-444 厚度8-12mm的板簧片
耐熱彈簧鋼的材料選用和最高使用溫度的熱處理規范
鋼號 最高使用溫度 熱成型(度) 淬火溫度 回火溫度
50crva 300 880-900 850-870油 430-500
4cr13 400 850-1050 980-1050空冷 540-560
冷拉18-8型不銹鋼絲 400 冷卷 去應力回火400c,15-60min
w18cr4v 600 1000-1200 1280-1290油或空冷 700
60si2mna 250 880-900 860-880油 350
常用彈簧鋼的等溫淬火規范
鋼號 加熱溫度 等溫淬火溫度 等溫保持時間 硬度hrc
t10a 800+-10 250-360 10-30 40-53
65 820+-10 320-340 15-30 46-48
65mn 820+-10 270 / 320-340 15-30 52-54 / 46-48
50crva 850+-10 300 30-45 52
60si2mna 87+-10 280 30-45 52
50crv鋼氣閥彈簧低溫碳氮共滲(軟氮化)與普通熱處理後疲勞性能比較
熱處理工藝 斷裂應變周次 斷裂後殘余變形(mm) 室內耐大氣腐蝕試驗
860c油淬,420c回火1h 1.78*10000 2.4 發黑後未上油,14天後出現銹斑
860c油淬,480c軟氮化3h >=100*10000 0.2 850天以上未生銹
860c油淬,510c軟氮化3h >=100*10000 0.6 850天以上未生銹
B. 鄭州303不銹鋼鋼帶
精密不銹鋼鋼帶在板形控制方面，近20年來，先後開發了一系列先進的板形控制技術。通過採用一定的軋輥輥形配以彎輥、竄輥等技術，滿足了用戶對板形質量精度日趨嚴格的要求。在軋機的出入口分別安裝兩根板形測量輥，鄭州303不銹鋼鋼帶，板形測量輥沿軸向安裝了眾多的壓力感測器，帶鋼在軋制過程壓在板形測量輥上，因而板形測量輥內的壓力感測器的輸出信號隨帶鋼板形的變化而變化，鄭州303不銹鋼鋼帶，這些信號經板形控制系統綜合處理後作用於液壓閥，液壓閥的動作對支撐輥的偏心輪進行微調，同時這些信號也控制第1中間輥的橫移，鄭州303不銹鋼鋼帶，這樣帶鋼的板形得到有效的控制。精密不銹鋼帶的寬度大都是在610mm以下的。鄭州303不銹鋼鋼帶
304—通用型號；即18/8不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。304型普遍使用的材料。耐腐蝕性，耐熱性、機械性能良好，深沖壓、彎曲等常溫加工性能較好，熱處理後不會硬化、在建築中能經受一般的銹蝕，可抵抗食品加工介質浸蝕（但含有濃酸和氯化物成分的高溫狀態可能出現腐蝕），能抵抗有機化合物、染料和普遍的各種各樣的無機化合物。在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼，具有美觀的表面和耐腐蝕性能好，不必經過鍍色等表面處理，而發揮所固有的表面性能,使用於多方面的鋼鐵的一種，通常稱為 不銹鋼。表示性能的有13鉻鋼，18-鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析，因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜，這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有12%以上的鉻。天津彈簧鋼帶精密不銹鋼帶極薄化、度化、高精度 化的性能要求對軋制工藝提出了很高的要求。
精密不銹鋼鋼帶彈簧鋼鋼帶的張力控制，20輥軋機的張力控制系統採用了間接張力和直接張力混合控制的辦法，在鋼帶咬入 卷取機鉗口後建張過程中，採用速度控制系統進行間接張力控制，即速度、電流、電壓三閉環電樞控制，由於卷取機的低速爬行線速度一般較主軋機的爬行穿帶速度提高5%～10%，因此，不銹鋼鋼帶彈簧鋼鋼帶很快張緊，當此張力值達到設定值的 70%～80%時，系統自動轉為直接張力控制，張力調節器投入工作中，實現張力、電流、電壓三閉環控制。
合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎上，通過適當加入一種或幾種合金元素來提高鋼的力學性能、淬透性和其他性能，以滿足製造各種彈簧所需性能的鋼。合金彈簧鋼的基本組成系列有，硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、鉻錳彈簧鋼、鉻釩彈簧鋼、鎢鉻釩彈簧鋼等。在這些系列的基礎上，有一些牌號為了提高其某些方面的性能而加入了鉬、釩或硼等合金元素。彈簧鋼材有熱軋材、冷拉鋼材、冷軋鋼帶等。彈簧鋼的冶煉是很重要的，必須保證有優良的冶金質量，不僅要保證准確的化學成分，而且要有高純凈度，硫、磷、氧、氮等含量要低，鋼質均勻性、穩定性要好。彈簧鋼的冶金質量應達到優良鋼的水平。精密不銹鋼帶作為不銹鋼板帶領域中的較好產品，具備優異的強度、精度、表面光潔度等性能。
合金彈簧鋼絲也可以冷拉態交貨，或經退火、正火、回火處理後交貨，製成彈簧後再淬火、回火。其性能不如油淬火鋼絲均勻、穩定，生產效率也低，成本高，多用於小批量彈簧生產。此外，較近也研究了用高頻感應加熱處理度彈簧鋼絲的工藝。冷拉鋼絲在連續感應加熱裝置上進行淬火和回火，其內部組織均勻、細小，塑性和韌性以及彈減抗力、疲勞極限、斷裂韌性等都明顯優於常規處理的鋼絲。這種鋼絲在美國、日本都已有生產，製造汽車、摩托車的懸掛彈簧、發動機閥門彈簧，卡車、拖車等的緊急制動彈簧及各種度機械彈簧，使用效果令人滿意。另外，感應加熱處理在彈簧扁鋼生產上也得到應用。銹鋼精密鋼帶並非普通冷軋板，也非改軋料。天津彈簧鋼帶
合金彈簧鋼的基本組成系列有，硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、鉻錳彈簧鋼、鉻釩彈簧鋼、鎢鉻釩彈簧鋼等。鄭州303不銹鋼鋼帶
不銹鋼精密鋼帶作為不銹鋼板帶領域中的比較好產品，具備優異的強度、精度、表面光潔度等性能，在航空航天、石油化工、汽車、紡織、電子、家電、計算機和精密機加工等支柱行業中有著普遍的應用。不銹鋼精密鋼帶的尺寸范圍。與常規不銹鋼薄板不同，精密不銹鋼帶是指特殊極薄規格的冷軋不銹鋼帶，厚度通常小於0.3mm，一般在0.05~0.3mm之間，更薄的則稱為不銹鋼箔。但這並非嚴格的區分。很多工廠0.3~1mm的厚度也稱為精密鋼帶。如國內太鋼的精密帶鋼厚度范圍在0.02~0.5mm之間，而日本日新制鋼則把厚度范圍為0.02~0.25mm之間稱為不銹鋼箔。厚度的劃分，和廠家設備的生產能力與產品定位有關。鄭州303不銹鋼鋼帶
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