彈簧的淬火和回火

1、彈簧的淬火和回火1.彈簧的淬火 淬火就是把鋼加熱到臨界溫度 Ac,或Ac：以上保溫一定時間，使其奧氏體化，再以大于 臨界冷卻速度急劇冷卻，從而獲得馬氏體組織的熱處理方法。對于一般熱卷螺旋彈簧、熱彎板簧以及熱沖壓的碟形彈簧,最好是在熱成形之后,利用其余熱立即淬 火。這樣可以省去一次加熱,減少彈簧的氧化脫碳程度,既經(jīng)濟又改善了彈簧的表面質(zhì)量。例如60Si2MnA鋼板彈簧目前采用的熱處理工藝是在900 925C彎片之后，在850880C入油淬火。若受條件限制，也可在成形之后重新加熱淬火。冷成形的彈簧剩余應(yīng)力較大,在淬火加熱時,由于剩余應(yīng)力的釋放,變形較大。為了保證彈簧尺寸精 度,可在淬火之前加一次去

2、應(yīng)力退火處理,這樣可以減輕淬火加熱變形程度。彈簧的淬火溫度可根據(jù)彈簧材料的臨界溫度而定。淬火后彈簧材料的金相組織中,應(yīng)無自由鐵素體和 滲碳體,以免導(dǎo)致不均勻變形或疲勞強度的下降。淬火加熱時,應(yīng)盡量防止氧化和脫碳。為了保證彈簧的 質(zhì)量,在彈簧鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和各種金屬彈簧的制造與驗收技術(shù)條件中,對脫碳層的深度都有明確規(guī)定。目前,大型彈簧成形加熱和淬火加熱,多采用火焰爐或電爐。為了防止或減輕表面氧化和脫碳,得到 較高的表面質(zhì)量, 最好采用可控制氣氛的加熱爐, 或使?fàn)t中氣氛略帶還原性, 并采用高溫快速加熱的方法。 對中小彈簧,可用脫氧良好的鹽浴爐進行淬火加熱。彈簧淬火宜在油中冷卻,以避免變形和開裂。用

3、尺寸較大的碳鋼材料制造的彈簧,當(dāng)要求不高時可用 水冷。為了減小變形量,除了采用正確的加熱和冷卻方法外,有時還采用專用淬火夾具進行成形淬火,例如 板簧在彎板機上淬火,中、小型螺旋彈簧裝在心軸上或?qū)Ｓ脢A具上進行加熱和冷卻。2 彈簧的等溫淬火 主要應(yīng)用在要求熱處理變形小和希望獲得良好的塑性和韌性的情況。等溫淬火就是將彈簧加熱到該鋼種的淬火溫度,保溫一定時間,以獲得均勻的奧氏體組織,然后淬入Ms點以上2050C的熔鹽中，等溫足夠的時間，使過冷奧氏體基本上完全轉(zhuǎn)變成貝氏體組織，再將彈簧取出,在空氣中冷卻。這種處理比普通淬火、回火處理的材料具有更高的延展性和韌性,而且彈簧極少變形 或開裂。如果在等溫淬火后

4、再加一次略高于等溫淬火溫度的回火,則彈性極限和沖擊韌性還能有所提高, 而強度并沒有大的變化。等溫淬火時,鹽浴的溫度是根據(jù)彈簧所要求的力學(xué)性能決定的,必須嚴格控制。通常是稍高于該鋼種的Ms點，獲得下貝氏體組織。如溫度偏高，得上貝氏體組織，其硬度較前者低；如溫度過低，雖能提高 彈性極限,但塑性、韌性較差,以致失去等溫淬火的優(yōu)越性。彈簧的等溫淬火規(guī)范，即等溫淬火溫度和等溫淬火保溫時間，必須按照該鋼號的等溫轉(zhuǎn)變曲線圖確定。表I為幾種常用彈簧鋼的等溫淬火規(guī)范。表1幾種常用彈簧鋼的等溫淬火規(guī)范牌號等溫淬火規(guī)范硬度HRC加熱溫度/c等溫淬火溫度/C等溫淬火保溫時間/ min65820 1032034015

5、2046 482701552 5465Mn82 1032034015 2046 4860Si2 MnA870 10290305265Si2M nWA870 102606055 5750CrVA850 103003052表2為幾種彈簧材料等溫淬火與普通淬火、回火工藝的力學(xué)性能對比表。表2等溫淬火與普通淬火、回火工藝的力學(xué)性能比較鋼號熱處理工藝硬度HRC抗拉強 度c b/ MPa屈服點c s /MPa伸長率3 ( %)斷面收縮 率(%)沖擊韌 度a K/ (J cm)900 C油淬+380 C回火48175016404850CrVA900 C +300 C 等溫 30mill5l195019104

6、4860 C油淬+440 C回火47860 C +290 C 等溫 30min1700150011463460Si2M nA860 C十 290 C 等溫 30 min20901750114049+290 C1970185012. 55049回火60min850 C油淬+460 C回火50190017909. 53365Si2M nWA860 C十 280 C 等溫 60min54210019806403.彈簧的回火將淬火后的彈簧重新加熱到低于Aci的某一選定溫度，并保溫一定時間，然后以適宜的冷卻速度冷卻的工藝方法，叫做回火?；鼗鸬哪康氖牵韩@得所需要的力學(xué)性能，穩(wěn)定彈簧的組織和尺寸以及 消除內(nèi)

7、應(yīng)力。各類彈簧經(jīng)淬火、回火后的硬度為：一般螺旋彈簧HRC4 50;工作應(yīng)力較高的彈簧（如噴油器調(diào)壓彈簧）HRC4752 ;鋼板彈簧 HRC42- 47 或 HRC45-50 ;碟形彈簧 HRC4& 50。對于淬火后變形的彈簧，可根據(jù)相變超塑性的原理（即鋼由一種組織轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N組織時，具有很大的塑性變形能力），在回火時，裝上限形夾具，使變形在回火過程中得到回復(fù)和矯正。對于硅鉻彈簧鋼和鉻錳彈簧鋼等回火脆性較大的鋼種，回火后應(yīng)立即在油中冷卻或水中冷卻?；鼗鸬谋貢r間與彈簧材料的直徑或厚度有關(guān)。表3所列為不同規(guī)格的硅錳和鉻釩彈簧鋼回火時（硝鹽爐）的保溫時間，供參考。表3 硅錳和鉻釩彈簧鋼在回火溫度為400520C時的保溫時間材料直徑/ mm 10 15 15 20 20 25 25 42保溫時間/ rain25 3030 3540 4550 6070 90回火是對彈簧使用性能有顯著影響的熱處理工序。一般說來彈簧鋼的彈性極限在回火溫度為350450C時出現(xiàn)最大值；而疲勞極限出現(xiàn)最大值的