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1、弹簧的热处理工艺 (P103)弹簧的热处理工艺,主要是根据弹簧的品种和加工状态来制定的,概括起来可分为三种类型,第一种,凡是用经过强化处理的钢丝,如碳素弹簧钢丝,琴钢丝, 油淬火回火弹簧钢丝和钢带一冷成形工艺制作的弹簧,形成后只需进行去应力退火处理第二种,凡是用经过固溶处理和冷拉强化的奥氏体不锈钢, 沉淀硬化的不锈钢钢丝, 钢带和铜镍合金材料以冷成形工艺制作的弹簧,成形后需进行时效硬化处理.第三种,凡是用热成型和以退火材料冷卷的弹簧，均需进行淬火回火处理。1.1 弹簧的淬火和回火1 弹簧的淬火淬火就是把钢加热到临界温度C3 或 AC1以上保温一定时间，使其奥氏体化，再以大于临界了冷却速度急剧了
2、冷却，从而获得马氏体组织的热处理方法。对于一般热卷螺旋的弹簧，热弯板簧以及热冲压的蝶形弹簧，最好是在热成之后，利用其余热立即淬火。这样可以省去一次加热，减少弹簧的氧化脱碳程度，既经济又改善了弹簧的表面质量。例如 60Si2MnA 钢板弹簧目前采用的热处理工艺是在 900925弯片之后，在 850880入油淬火。若受条件限制，也可在成形之后重新加热淬火。冷成形的弹簧剩余应力较大，在淬火加热时，由于剩余应力的释放，变形较大。为了保证弹簧尺寸精度，可在淬火之前加一次去应力退火处理,这样可以减轻淬火加热变形程度.弹簧的淬火温度可根据弹簧材料的临界温度而定.淬火后弹簧材料的金相组织中,应无自由铁素体和渗
3、碳体,以免导致不均匀变形或疲劳强度的下降.淬火加热时,应尽量防止氧化和脱碳.为了保证弹簧的质量,在弹簧钢材的技术标准和各种金属弹簧的制造与验收技术条件中,对脱碳层的深度都有明确规定.目前,大型弹簧成形加热和淬火加热,多采用火焰炉或电炉.为了防止或减轻表面氧化和脱碳,得到较高的表面质量,最好采用可控制气氛的加热炉,或使炉中气氛略带还原性,并采用高温快速加热的方法,对中小弹簧,可用脱氧良好的盐浴炉进行淬火加热.弹簧淬火宜在油中冷却,以避免变形和开裂.用尺寸较大的碳钢材料制造的弹簧,当要求不高时,可用水冷.为了减小变形量,除了采用正确的加热和冷却方法外,有时还采用专用淬火夹具进行成形淬火,例如板簧在
4、弯板机上淬火,中,小型螺旋弹簧装在心轴上或专用夹具上进行加热和冷却.2.弹簧的等温淬火 主要应用在要求热处理变形小和希望获得良好的塑性和韧性的情况.等温淬火就是将弹簧加热到钢种的淬火温度,保温一定时间,以获得均匀的奥氏体组织,然后淬入 Ms 点以上 2050的熔盐中,等温足够的时间,使过冷奥氏体基本上完全转变成贝氏体组织,再将弹簧取出,在空气中冷却.这种处理比普通淬火,回火处理的材料具有更高的延展性和韧性,而且弹簧极少变形或开裂.如果在等温淬火后再加一次略高于等温淬火温度的回火,则弹性极限和冲击韧性还能有所提高,而强度并没有大的变化.等温淬火时,盐浴的温度是根据弹簧所要求的力学性能决定的,必须
5、严格控制.通常是稍高于该钢种的 Ms 点,获得下贝氏体组织.如温度偏高,得上贝氏体 组织,其硬度较前者低;如温度过低,虽能提高弹性极限,但塑性,韧性较差,以致失去等温淬火的优越性.弹簧的等温淬火规范,即等温淬火温度和等温淬火保温时间,必须按照该钢号的等温转变曲线图确定.表 4-1 为几种常用弹簧钢丝的等温淬火规范 .2.弹簧的回火 将淬火后的弹簧重新加热到低于 Ac1 的某一选定温度,并保温一定时间,然后以适宜的冷却速度冷却的工艺方法,叫做回火.回火的目的是:获得所需要的力学性能,稳定弹簧的组织和尺寸以及消除内应力.表 4-1 几种常用弹簧钢的等温淬火规范 等温淬火规范牌号 加热温度/ 等温淬
6、火温度/ 等温淬火保温时间/min 硬度 HRC65 82010 320-340 15-20 46-48270 1565Mn 82010320-340 15-2052-54 46-4860Si2MnA 87010 290 30 5265Si2MnWA 87010 260 60 55-5750CrVA 85010 300 30 52表 5-8 螺旋压缩弹簧轴心线对两端面的垂直度允许偏差(mm) (p131)精度等级 1 2 3垂直度 0.02Ho(126) 0.05Ho(252) 0.08Ho(434)表 1-8 美国弹簧标准名称和标准号 (P20)序号 标准代号 标准名称 1 SAE J 11
7、3 冷拔机械弹簧丝及弹簧 2 SAE J 132 油回火铬-钒合金气门弹簧金属丝及弹簧 3 SAE J 157 油回火铬-硅合金钢丝及弹簧 4 SAE J 172 冷拔碳素气门弹簧钢丝及弹簧 5 SAE J 217 17-7PH 不锈钢弹簧丝及弹簧 6 SAE J 230 SAE 30302 不锈钢弹簧丝及弹簧 7 SAE J 271 特种高强度冷拔机制弹簧丝及弹簧 8 SAE J 310 油回火碳素弹簧丝及弹簧 9 SAE J 351 油回火碳素气门弹簧钢丝及弹簧 10 SAE J 507 一般汽车用热卷螺旋弹簧 11 SAE J 508 一般汽车用冷卷螺旋弹簧 12 SAE J 509 汽
8、车用悬架螺旋弹簧 13 SAE J 510 汽车用悬架板弹簧 14 SAE J 511 空气弹簧术语 15 HS-7(J-788) 板簧的设计与应用指南 16 HS-9(J-795) 螺旋弹簧，涡卷弹簧的设计与应用指南 17 TR-135(J-782) 座垫弹簧指南 18 HS-26(J-796) 扭杆弹簧的设计与应用指南 19 MIL-STD-29 弹簧（材料，设计，制造） 20 MIL-S-1334 大炮用高应力螺旋压缩弹簧 21 MIL-S-13475 涡卷弹簧（装甲车用） 22 MIL-S-12133 碟形弹簧 23 MIL-S-13572A压缩，拉伸螺旋弹簧 24 MS-35142 螺旋弹簧 25 M-114-51 热处理钢螺旋弹簧
