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背景

彈簧薄鋼板、彈簧鋼帶的淬火、回火加熱處理過程

時間: 2022-05-31 16:48:40 瀏覽次數(shù):
彈簧薄鋼板、彈簧鋼帶材料的淬火、回火加熱處理包括調(diào)質(zhì)處理的鋼帶和經(jīng)過等溫淬火的下貝氏體鋼帶,它們都是用連續(xù)作業(yè)爐生產(chǎn)的。
      彈簧熱處理時控制加熱爐鋼帶進(jìn)出處的爐溫及回火浴爐的溫度。例如,厚度0.3的T10A鋼帶,運(yùn)行速度為8m/min時,淬火加熱爐(爐長4m)的入口處溫度為840°C,出口處溫度為930°C。鋼帶加熱好后引入溫度為320°C的鉛銻合金浴爐中進(jìn)行貝氏體等溫淬火,或直接油淬。隨后按所需強(qiáng)度級別,連續(xù)在380℃~580°C的浴爐中回火。按國標(biāo),熱處理彈簧鋼帶的強(qiáng)度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三級,其力學(xué)性能和相應(yīng)的回火溫度。用調(diào)質(zhì)或下貝氏體鋼帶制成的彈簧均不需再淬火回火處理,只進(jìn)行去應(yīng)力退火就即可。
彈簧鋼淬火回火熱處理圖
彈簧薄鋼板(YB543)
        彈簧薄鋼板選用的鋼號及其化學(xué)成分應(yīng)符合YB/T59的規(guī)定。供貨狀態(tài)下的力學(xué)性能見表10。這類材料制成的彈簧都需要經(jīng)過熱處理才能獲得所需的力學(xué)性能。
 冷軋鋼帶(YB208)彈簧鋼及工具鋼冷軋鋼帶按制造精密分類:普通精度鋼帶(P)、寬度精密鋼帶(K)、厚度精密鋼帶(H)、寬度及厚度均精密的鋼帶(KH)等四種。按表面狀態(tài)分類:光亮鋼帶(G)、不光亮鋼帶(BG)兩種;按邊部狀態(tài)分;切邊鋼帶(Q)和不切邊鋼帶(BQ)兩種;按材料狀態(tài)分類:冷軋硬鋼帶(L)和正火鋼帶(T)等。其力學(xué)性能見表12。用退火態(tài)鋼帶制造的彈簧或彈性元件需要進(jìn)行淬火回火處理來得到所要求的性能。
       對于要求淬火而其截面尺寸又較大的彈簧,其鋼材應(yīng)有相應(yīng)的淬透性、較小的過熱敏感性和表面脫碳傾向。只有這樣,才能保證彈簧表里組織和性能的一致性。在冷、熱成形時要求材料有足夠的塑性和良好的彎曲、扭轉(zhuǎn)及纏繞性能,以便保證或提高彈簧的制造質(zhì)量。尺寸較小的彈簧,熱處理時變形大、難以校正,這很難保證彈簧產(chǎn)品質(zhì)量。這種情況就要選用已強(qiáng)化的彈簧材料進(jìn)行冷成型,冷成形后只進(jìn)行低溫退火,這樣更能保證大批量小彈簧的產(chǎn)品質(zhì)量并且成本低廉。
       彈簧鋼絲是制造各種螺旋彈簧用量較多的材料,品種繁多。按其化學(xué)成分的不同,可分為碳素彈簧鋼絲、合金彈簧鋼絲(如硅錳彈簧鋼絲、鉻釩彈簧鋼絲、硅鉻彈簧鋼絲等)、不銹彈簧鋼絲等。按供貨狀態(tài)不同,可分為硬態(tài)和軟態(tài)兩大類,前者有冷拔強(qiáng)化的彈簧鋼絲、油淬-火回火彈簧鋼絲、形變熱處理彈鋼絲等,用硬態(tài)材料冷成形彈簧不需再進(jìn)行淬火,只需進(jìn)行去應(yīng)力退火(也稱低溫回火)即可;后者以退火狀態(tài)供貨,它包括碳素工具鋼絲、低合金和高合金鋼絲,用這類材料冷成形的彈簧需要進(jìn)行淬火和回火,以達(dá)到所要求的組織和力學(xué)性能。目前以冷拔碳素彈簧鋼絲和各種油淬火-回火鋼絲用量最大。彈簧鋼絲的強(qiáng)化原理有如下幾個方面:合金化強(qiáng)化、冷形變強(qiáng)化、馬氏體相變強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化(時效硬化)。其中,形變和相變強(qiáng)化占有重要地位。反映在彈簧鋼絲的生產(chǎn)過程中就是拔絲和熱處理兩道工序。彈簧鋼絲生產(chǎn)企業(yè)的兩個支柱部門就是拔絲車間和熱處理車間,而熱處理又是其中的關(guān)鍵工序。
       彈簧產(chǎn)品的熱處理一般可分為中間熱處理和最終熱處理兩類:前者有退火(等溫退火、再結(jié)晶退火等)、正火及索氏體化處理。主要目的是軟化,為冷拔工序準(zhǔn)備良好的金相組織;后者有鉛浴淬火、油淬火-回火、形變熱處理及貝氏體等溫淬火等。除冷拔彈簧鋼絲通過鉛浴淬火后經(jīng)過多次拉撥達(dá)到所需的力學(xué)性能外,其他硬態(tài)彈簧鋼絲都是通過熱處理達(dá)到所要求的力學(xué)性能的。
       彈簧鋼絲的熱處理是連續(xù)流水作業(yè),通道式加熱爐長十幾米甚至幾十米,由鋼絲直徑大小,加熱爐長度及鉛浴槽長度可以確定鋼絲運(yùn)行速度,用無級變速器來調(diào)節(jié)收線機(jī)的回轉(zhuǎn)速度。
       鋼絲在爐中加熱過程中需要完成奧氏體化過程,將發(fā)生如下幾個轉(zhuǎn)變:
   ①應(yīng)變時效。
   ②恢復(fù)、再結(jié)晶及珠光體球化。
   ③奧氏體的形成。
   ④奧氏體晶粒長大及成分均勻化等。
       由于爐內(nèi)溫度分布不均,鋼絲之間也有差異,所以,加熱時鋼絲內(nèi)部奧氏體化過程也不完全致。實踐表明,奧氏體形成、長大和成分均勻化過程占50%加熱全過程是合適的。提高加熱爐預(yù)熱段溫度,將縮短前兩個轉(zhuǎn)變過程所需的時間、延長后兩個轉(zhuǎn)變過程的時間,這有利于提高生產(chǎn)率。調(diào)整鉛淬火前的組織狀態(tài)或適當(dāng)提高鋼絲的加熱溫度,都可改善索氏體處理后的組織均勻性,改善冷拔性能并提高鋼絲的綜合力學(xué)性能。
       鉛浴淬火也可采用對鋼絲直接通電加熱法進(jìn)行處理,也就是將鋼絲通低壓大電流,使之自身發(fā)熱。其優(yōu)點(diǎn)是加熱速度快,加熱時間較短、熱效率高,所占生產(chǎn)面積較小,比較容易采用保護(hù)氣氛加熱,減少鋼絲表面脫碳和金屬耗損等。鋼絲加熱到奧氏體狀態(tài)是淬火的前提條件,鉛浴淬火時的冷卻條件對冷拔彈簧鋼絲的組織和性能也有很大影響。由于冷卻介質(zhì)的不同,索氏體處理便有不同的名稱,例如,鉛浴處理、鹽浴處理、流態(tài)床處理、熱水浴處理等,甚至風(fēng)冷處理,有些做正火處理在這里也屬于這個范圍。
彈簧薄鋼板、彈簧鋼帶的淬火、回火加熱處理過程

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