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不同材料的弹簧热处理方法



不同材料的弹簧热处理方法
一、碳素弹簧钢的热处理
制造弹簧的退火状态弹簧钢有fi5,阳、75,85钢。这类材料的淬透性比较差。易开裂、易脱碳等,常用于制造弹簧垫圈、片形弹簧和其他不重要的弹簧。材料直径小于15mm的弹簧可以在油中淬透。
65钢在800~830度的油或水里淬火后硬度>60HRC,回火温度200度硬度表1HRC,500度36HRC。
70钢在790~82表度的油或水里淬火后硬度>61HRC,回火温度200度硬度表9HRC,500度38HRC。
80钢在780~820度的油或水里淬火后硬度>62HRC,回火温度200度硬度60HRC,500度39HRC。
二、合金弹簧钢的热处理
当弹簧材料的截面较大或使用条件较苛刻时,碳素钢已不能满足使用要求,这类弹簧必须使用合金弹簧钢制造。在合金弹簧钢中由于添加了合金元素,不仅使淬透性增加,而且具有碳素钢所没有的宝贵性能。下面介绍常用合金弹簧钢的热处理规范。
1.硅锰钢的热处理由于我国硅锰合金元素资源丰富,硅锰钢是弹簧钢应用广泛的材料之一。这类钢材具有成本低,淬透性好,抗拉强度、屈服点、弹性极限高,回火稳定性好等优点。但硅锰钢为本质粗晶粒钢,过热敏感、脱碳倾向大、易产生石墨化,所以在热处理时淬火温度不宜过高、保温时间不宜过长,以防止晶粒粗大和脱碳。
2.甲铬钒钢和铬锰钢的热处理制造弹簧的铬钒钢和铬锰钢常用的有:5bCrA,5CrMn,5CrMnA,60SiCrA,64Si2CrVA等。由于钢中含有Gr,V等元素.使钢的淬透性得到了显著的改善。同时V和Cr都是强烈的碳化元素,它们的碳化物存在于晶界附近,能有效地阻止晶粒长大,这类钢材虽然碳含量不高,强度稍低一些,但具有很好的韧性,特别优良的疲劳性能。因此,要求高疲劳性能的弹簧,如气门弹簧、调压弹簧、安全阀弹簧几乎都选用表QCrVA来卷制。
3.高强度弹簧钢的热处理这类弹簧钢的特点是强度高、淬透性好,在油中的淬透直径都在50mm以上,用于制造工作温度在250℃以下的高应力弹簧,车悬架弹簧等。这类弹簧在较高温度下回火仍保持较高的强度。如气门弹簧、油泵弹簧,为获得高的强度,硬度一般在HRC48~52之间选取。高强度弹簧钢的钢号名称及热处理规范和不同回火温度下的力学性能见手册。
4,硅锰新钢种的热处理这类钢是在硅锰钢的基础上,结合我国的资源清况,在钢中加入了硼、铝、钒、妮等合金元素,淬透性比硅锰钢有较大的提高,直径50mm以下在油中都能淬透。脱碳和过热的倾向比硅锰钢低,韧性和疲劳性雏则优于硅锰钢。现主要用一于制造汽车钢板弹簧。常用的牌号有5iMnVB,55SiMnMNV。
5.耐热弹簧钢的热处理这类钢的牌号有4CRMOV和30W4CR2V等,主要用于制造汽轮机及锅炉巾高温下工作的弹簧。这类材料的淬火和加热温度较高,导热系数低,在高温加热之前要经过预热,般预热温度在820~870C之间,预热保温系数为5MIN/mm,在高温炉中的加热时间不宜取得过长,否则容易引起弹簧表面的氧化和脱碳。一般取10~20S/mm4表crmov可用于制造工作温度在450C'以下的弹簧。30w4cr2v则可制造工作温度在500`C以下的弹簧。
6.高速弹簧钢的热处理要求在450^-600'的高温条件卜工作的弹簧一般用W18Cr4V高速钢来制造。这种弹簧材料以退火状态供应,卷制成形后需要淬火与回火处理。其热处理工艺是820~850度预热,预热的时间是加热时间的二倍,在1270~1290度的温度加热,在表80~620度低温盐浴中分级冷却或油冷,然后在600度进行三次回火,每次1h,或者第二次回火加热到700度,保温2h,以提高弹簧的疲劳强度.热处理硬度为HRC52~60.
三、铜合金的热处理
1.铜合金的去应力退火处理锡青铜、硅青铜、铝青铜、自铜等铜合金丝、带材供料时都已经过冷拉强化,冷成形卷制弹簧后,只需进行去应力退火处理。处理后强度稍有提高,但温度超过220C时强度有所下降。
2.被青铜的时效处理披青铜丝带材供料时,已经过固溶处理和冷拉加工,弹簧成形后再进行时效处理,使被呈弥散状态的晶界周围析出,使材料强度提高。
3.铜合金的淬火回火铝的质髦分数大于9o的铝青铜、铬青铜和铝白铜都属于淬火回火强化一类的铜合金。
以铝青铜为例,其淬火温度的选择应使合金组织转变为单一的a相,然后快冷。铝含量为9%一10%的铝青铜,这一温度为1000℃左右,接近于该合金的熔化温度。因此淬火温度应比这一温度略低,一般为850~950度保温时间.一般为1~2h,在水中冷却。
回火温度根据所要求的力学性能确定。在要求具有高强度、高硬度和低塑性时,可以采用低温回火,温度为250~350度,在要求具有较高强度、硬度和较高塑性、韧性时,则采用高温回火,温度为表600-650度,回火时间一般为2h左右.
四、不锈钢的热处理
1.马氏体不锈钢制造弹簧的马氏体不锈钢有3cr13、4cr13,马氏体不锈钢中由于含有较多的合金元素,所以在空气中冷却也能淬硬。淬火前先进行预热,预热温度760~790C,预热时间6mm以下为30min,6~25mm为45min。保温时间6mm以下10-20min,6~25mm为30min。
2.奥氏体不锈钢用来制造弹簧的奥氏体不锈钢主要有1Cri8ni9,1cr18ni9ti,钢丝直径越细或钢带的厚度越薄,强度就越高,当线径大于6mm以后强度就明显较低,不宜用来制造弹簧。奥氏体不锈钢卷制的弹簧成型后只要进行去应力退火即可。
3.沉淀硬化不锈钢的时效处理沉淀硬化不锈钢丝、带在供货时,都已经过固溶处理和冷拉加工,冷卷成弹簧之后,需进行时效硬化处理。通过沉淀硬化时效处理之后,可获得高的强度和优良的综合力学性能。


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