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如何控制锻件热成形弹簧钢热处理的质量
作者:admin    发布日期:2019/4/27     关注次数:      二维码分享

        热成型弹簧钢通常用于制造大型弹簧或形状复杂的弹簧。为了使弹簧具有一定的冲击韧性、较高的弹性极限、屈强比和较高的疲劳强度,常用的热处理工艺是淬火和中温回火,以获得回火的陀氏组织。因此,弹簧钢需要有足够的淬透性。对于淬火深度的要求,应取决于弹簧的应力状态。对于应力较小的弹簧,芯部应不小于50%马氏体;对于应力较大的弹簧,中心马氏体不应少于80%。


        1.淬火工艺和质量控制

(1)淬火温度。板簧和螺旋弹簧的批量生产通常以加热、成型、淬火和回火的连续方式进行。加热时,应严格控制炉内气氛,以免形成氧化皮和脱碳,影响淬火质量。由于生产是连续进行的,淬火加热温度高于正常温度,通常为850-950℃,淬火是利用成形后的余热进行的。锻造余热淬火实质上是高温形变热处理,即在锻造过程中控制温度,然后直接淬火和回火。它不仅可以节约能源,简化工序,还可以细化锻件的组织,提高锻件的强度和韧性。但是,为了控制成形加热温度和淬火温度,加热温度不得超过950℃,否则奥氏体晶粒会粗大,表层会严重氧化脱碳。如果成形后的温度仍然高于淬火温度,可以将其空气冷却至淬火温度,然后淬火。此外,淬火温度不应过低,否则组织中会出现未溶解的铁素体,合金化均匀度差,导致钢的淬透性降低,不利于疲劳强度的提高。

(2)淬火加热时间。弹簧钢一般要求每25毫米保温30分钟,当原始组织为球化退火组织时,保温时间可适当延长。当原始结构滚动时,时间可以适当缩短。

(3)淬火和冷却。弹簧应在热成形后立即油淬,成形和油淬之间的间隔应控制在30秒内,以防止晶粒长大。当油的淬火强度为H=0.3-0.4时,油温为40-80℃,需要搅拌。对于较大尺寸的弹簧,应在油中保持一定时间的马氏体相变,以避免出现非马氏体组织现象。如果贝氏体和雪硅钙石出现在组织中,这意味着淬火和冷却是不够的。

2.马氏体分级淬火与贝氏体等温淬火

        为了减少弹簧变形,避免开裂,提高强度和韧性及产品质量,马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火在生产中得到广泛应用。此外,等温淬火获得20%-50%(体积分数)的下贝氏体和马氏体(平衡)双相结构也具有良好的发展前景。等温或分段淬火冷却介质一般采用盐浴(例如硝酸钾和亚硝酸钠各占50%(体积分数),使用温度为150-500℃)和金属浴(主要由铝、锡、铋、镉等元素组成的低熔点合金,使用温度为100-800℃)。由于热浴冷却能力的限制,只有横截面积小的弹簧才采用这种工艺。

3.回火工艺和质量控制

        回火温度根据弹簧钢品种、使用条件和回火硬度确定,一般为400-550℃。

        回火时间按每25毫米保温60分钟计算,延长回火时间会逐渐降低弹簧钢的硬度,而提高回火温度会使钢软化得更快。因此,在生产中,控制回火温度比控制回火时间更加严格和重要。由于弹簧钢的回火温度在回火脆性发生的温度范围内,为了防止锻件的回火脆性,回火后应进行水冷或油冷。为了减少弹簧在淬火过程中的变形,弹簧被卷绕成弹簧,然后在淬火前成形和回火。虽然它已经成形和回火,但在此之后仍会有一定变形

        为了减少弹簧在淬火过程中的变形,弹簧被卷绕成弹簧,然后在淬火前成形和回火。虽然已经定型回火,但淬火后仍会有一定的变形,需要校正以满足几何尺寸要求。因此,回火前应对夹具进行校正回火,然后进行回火以稳定弹性并确保几何尺寸。设定回火和校正回火的回火温度基本相同,一般为350-400℃。

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