弹簧钢及五金弹簧材料加强处理
弹簧热处理工艺流程
弹簧热处理工艺流程一、引言弹簧是一种广泛应用于机械、汽车、电子等领域的重要零件。
为了提高弹簧的性能和寿命,需要进行热处理。
本文将介绍弹簧热处理的工艺流程。
二、弹簧材料选择在进行弹簧热处理前,需要选择合适的材料。
常见的弹簧材料有高碳钢、合金钢和不锈钢等。
根据不同的应用场景和要求,选择不同种类的材料。
三、预处理1. 清洗:将弹簧放入清洗槽中,使用溶剂或碱液清洗表面油污和氧化物。
2. 酸洗:将清洗后的弹簧浸泡在酸液中,去除表面氧化层和锈蚀物。
3. 磨光:使用机械或化学方法对弹簧表面进行打磨,去除毛刺和凸起部分。
四、加工制备1. 切割:根据设计要求,使用剪切机或冲床对原材料进行切割。
2. 卷制:使用卷板机将原材料卷成所需的形状。
3. 预成形:将卷好的原材料放入预成形机中,进行初步成型。
4. 终成形:将预成形后的弹簧放入终成形机中,进行最终成型。
五、热处理1. 固溶处理:将弹簧放入固溶炉中,加热至固溶温度。
保持一定时间后,快速冷却至室温。
此过程可以消除材料内部的应力和组织不均匀性。
2. 淬火处理:将固溶后的弹簧放入淬火槽中,快速冷却至室温。
此过程可以提高弹簧的硬度和韧性。
3. 回火处理:将淬火后的弹簧放入回火炉中,加热至回火温度。
保持一定时间后,快速冷却至室温。
此过程可以改善弹簧的韧性和塑性。
六、表面处理1. 酸洗:将经过热处理的弹簧浸泡在酸液中,去除表面氧化层和锈蚀物。
2. 磨光:使用机械或化学方法对弹簧表面进行打磨,去除毛刺和凸起部分。
3. 镀层:根据需要,可以对弹簧表面进行镀铬、镀锌等处理,提高其耐腐蚀性。
七、质量检验1. 外观检查:对弹簧的外观进行检查,包括尺寸、形状、表面质量等。
2. 力学性能测试:对弹簧的硬度、韧性等力学性能进行测试。
3. 化学成分分析:对弹簧材料的化学成分进行分析。
八、包装运输将经过质量检验的弹簧进行包装,标注相关信息,并进行运输。
九、总结弹簧热处理是提高弹簧性能和寿命的重要工艺。
强压弹簧的工艺流程
强压弹簧的工艺流程
强压弹簧的工艺流程包括以下几个主要步骤:
1. 选材:根据弹簧的用途和要求,选择合适的材料,常用的材料有高碳钢、合金钢、不锈钢等。
2. 切割:将选好的原材料按照所需长度切割成坯料。
3. 预热:将切割好的坯料进行预热处理,以提高材料的塑性和可加工性。
4. 强压成型:将预热的坯料放置在强压设备中,通过冷态成型的方式将坯料压制成弹簧的形状。
这个过程中需要进行多次的强力压制,以确保弹簧的形状和尺寸。
5. 热处理:将强压成型后的弹簧进行热处理,以消除内部的应力和改善材料的力学性能。
常用的方法有回火、淬火等。
6. 表面处理:根据需要对弹簧的表面进行处理,如抛光、喷漆等,以提高弹簧的外观和耐腐蚀性。
7. 检测与检验:对弹簧进行尺寸、质量等方面的检测和检验,以确保产品符合要求。
8. 包装和出厂:对合格的弹簧进行包装,然后出厂销售或者存储使用。
需要注意的是,强压弹簧的工艺流程可能会根据具体的产品和要求有所不同,以上是一般的流程介绍。
弹簧的立定处理、强压(强拉、强扭)处理
1.立定处理对压缩弹簧,是把弹簧压缩到工作极限高度或并紧高度数次,一般是3~5次;对拉伸弹簧,是把弹簧长度拉至工作极限长度数次;扭转弹簧,是把弹簧顺工作方向扭转5 522作极限扭转角数次。
2.强压(强拉、强扭)处理对压缩弹簧是把弹簧压至材料层的应力超过屈服点,使表面产生负剩余应力,心部产生正剩余应力。
其工艺方法有两种,一种是静强压,把弹簧压至要求高度.停放6—48h,然后放开。
这种方法占用工艺装置及设备较多,占用场地也较大。
但性能较稳定.宜用于一些小弹簧。
另一种方法是用较慢速度(约1min)把弹簧压至规定高度,然后缓慢放开(约1min),使弹簧产生塑性变形。
随后在该高度下进行立定处理。
这种方法与静强压有同样效果,适用于各类大弹簧。
图l为在强压处理过程中,螺旋压缩弹簧材料横截面上的应力分布情况。
图1—a是弹簧处于自由状态(即强压处理前),材料截面应力为零。
图1—b是弹簧受到载荷F1作用,此载荷小于材料的弹性极限,材料内受到不均匀的切应力,其最大值在材料的表面处,材料中心应力为零。
图1—c是对弹簧继续加载荷至F2,把弹簧压并,这时材料表面应力如超过材料的弹性极限则产生了塑性变形,在靠近材料心部所受的力逐渐增加,达到材料弹性极限,应力分布改变了线性关系。
图1—d当弹簧上的载荷F:卸掉后,材料内层的弹性变形部分开始恢复,但由于受材料外层塑性变形的影响,不能完全恢复。
这样在材料的内外层留下剩余切应力,剩余应力的方向是:材料外表层处与工作切应力方向相反;靠近材料心部处与工作切应力方向相同。
图1—e是再次将弹簧加载荷至额定工作载荷F(低于强压载荷)时,材料受切应力的情况,此时材料心部工作切应力和剩余切应力相加后应力增大,表层工作应力与剩余切应力方向相反,切应力减小。
这种应力分布的变化,充分发挥了材料心部的潜力。
不同类型的弹簧其强压处理的方法也不一样。
扭杆弹簧是将扭杆在工作载荷的方向,加以超过扭杆切变弹性极限的扭矩。
弹簧钢表面处理
弹簧钢表面处理
弹簧钢表面处理是为了改善其表面性能,提高其耐腐蚀性、抗疲劳性和耐磨性等特性,从而延长其使用寿命。
下面介绍几种常见的弹簧钢表面处理方法:
1.镀锌处理:
镀锌是将锌层覆盖在弹簧钢表面的一种处理方法,常见的镀锌方法包括热浸镀锌和电镀锌。
镀锌能够有效提高弹簧钢的耐腐蚀性,使其在潮湿或腐蚀性环境中更加耐用。
2.渗碳处理:
渗碳处理是通过将弹簧钢加热至高温,然后在碳化剂的作用下,使碳原子渗入钢材表面,形成一层碳化层。
这种碳化层能够提高弹簧钢的硬度和耐磨性,延长其使用寿命。
3.氮化处理:
氮化处理是将弹簧钢表面暴露在含氮气氛中,在高温和高压条件下,使氮原子渗入钢材表面,形成氮化层。
氮化层具有很高的硬度和耐磨性,能够有效提高弹簧钢的使用寿命。
4.涂层处理:
涂层处理是在弹簧钢表面涂覆一层保护性涂层,常见的涂层材料包括涂漆、涂胶、喷涂等。
涂层能够有效防止弹簧钢表面的氧化和腐蚀,提高其使用寿命。
5.抛光处理:
抛光是通过机械或化学方法,将弹簧钢表面的不平整和氧化物去除,使其表面光洁平滑。
抛光处理能够改善弹簧钢表面的外观,减少表面粗糙度,提高其耐腐蚀性和耐疲劳性。
6.热处理:
热处理是将弹簧钢加热至一定温度,然后在适当的条件下进行冷却,以改变其组织结构和性能。
常见的热处理方法包括淬火、回火、正火等,能够提高弹簧钢的硬度、强度和韧性。
综上所述,弹簧钢表面处理的方法多种多样,选择合适的处理方法取决于具体的使用要求和环境条件。
不同的表面处理方法能够为弹簧钢提供不同的性能改善,使其在各种工况下都能够表现出优异的性能。
弹簧热处理及强压立定工艺
热处理及强压、立定工艺一、去应力退火采用冷卷工艺卷制的弹簧,普遍选用铅浴等温淬火冷拔钢丝(碳素弹簧钢丝、琴钢丝)和油火回火弹簧钢丝。
这些弹簧,不需淬火处理,须进行去应力退火。
通常简称回火、也称消除应力回火或去应力回火。
目的:①消除金属丝冷拔加工和弹簧冷卷成形的内应力;②稳定弹簧尺寸,未经去应力退火的弹簧在后面的工序加工中和使用过程中会产生外径增大和尺寸不稳定现象;③提高金属丝的抗拉强度和弹性极限;④利用去应力退火来控制弹簧尺寸。
注:在材料直径相同的条件下,有些材料的强度高,韧性稍差,则温度可取高一些。
拉簧与扭簧的第二次回火应比第一次低约20℃,保温时间也可缩短些。
二、圆柱螺旋拉伸弹簧初拉力的卷制与去应力退火对于拉伸弹簧,可以通过对自然扭力的调整来形成拉伸弹簧承受载荷时开卷的阻力,即所谓的初拉力,减轻工作应力。
为了获得具有较大初应力的拉伸弹簧,在卷制时,可采用多次调整扭力的特殊卷制方法。
叠绕法就是其中的一种,其绕制方法大致为:先将钢丝绕制成与所要求的螺旋方向相反的密圈弹簧,并留出一定的钢丝弯头,然后再绕制成所需要的螺旋方向和外径。
在卷制时注意控制压紧装置的角度使其形成一定的张力,这样就制成了具有较大初应力的拉伸弹簧。
螺旋拉伸弹簧去应力退火温度和保温时间对弹簧的初拉力有很大的影响,温度低、时间短,则保留的初拉力大;反之则保留的初拉力小。
图3-10是退温度与初拉力之间关系的实验值。
一般可在200-300℃的范围内选取,保温20-30分。
如需保留较大的初拉力,温度可低至180℃。
应指出的是初拉力应以卷簧力主,去应力退火温度只起到辅助作用。
注:经抛丸处理后的弹簧的去应力退火温度一般在180-220℃,保温时间为20-30分。
不得高于250℃回火。
如用回火的方法来调整尺寸时,其温度应比一般介绍温度高20℃左右。
三、弹簧热处理:弹簧成型后,必须进行均匀的热处理,即淬火、回火处理,淬火次数不得超过二次,回火次数不限。
弹簧和紧固件的热处理
弹簧和紧固件的热处理主要涉及以下步骤:
1.淬火:这一步涉及将金属加热到其熔点以上,然后迅速冷却,
以增强其硬度和强度。
对于弹簧和紧固件,淬火通常涉及将其
加热到特定的温度,然后在淬火介质中快速冷却。
2.回火:淬火后的金属通常会进行回火处理,以稳定其组织结构
并消除内应力。
回火通常在较低的温度下进行,持续时间因金
属和所需的特性而异。
3.表面处理:这可能包括喷丸、镀层或化学处理,以提高弹簧和
紧固件的耐腐蚀性和耐磨性。
4.质量检测:热处理后,弹簧和紧固件应进行质量检测,以确保
其满足规定的规格和性能要求。
请注意,热处理的详细步骤和条件可能因不同的金属类型、合金成分、零件规格和应用要求而有所不同。
因此,具体的热处理工艺应根据制造商的指南和规格进行定制。
在进行热处理之前,应咨询材料科学家或工程师,以确保安全有效地处理弹簧和紧固件。
弹簧的材料及热处理
弹簧的材料及热处理弹簧是一种常见的机械零件,通常用于存储和释放能量、提供弹性支撑或控制运动等功能。
在选择弹簧材料和热处理方法时,需要考虑多个因素,包括力量要求、环境条件和设计要求等。
1.强度和硬度:弹簧要具有足够的强度和硬度,以承受外部力的作用而不变形或破裂。
一般来说,高碳钢、合金钢和不锈钢都具有较高的强度和硬度,常用于制作弹簧。
2.塑性变形能力:弹簧在使用过程中需要能够进行多次的变形和恢复,因此材料应具有一定的塑性,能够承受循环加载而不产生永久变形。
高碳钢和合金钢具有较好的塑性变形能力。
3.耐腐蚀性:弹簧可能在潮湿或腐蚀性环境中使用,因此材料应具有较好的耐腐蚀性,能够防止弹簧受到腐蚀而失去弹性。
不锈钢是一种常用的具有良好耐腐蚀性的弹簧材料。
4.成本考虑:弹簧的成本也是一个重要的考虑因素,材料成本的高低会对弹簧的制造成本产生影响。
对于弹簧的热处理方法,主要有以下几种:1.硬化处理:通过加热和快速冷却的方式改变材料的晶体结构,增加其硬度和强度。
常见的硬化处理方法包括淬火、渗碳和表面涂层等。
2.回火处理:对已经硬化的材料进行加热处理,然后慢速冷却,以减少内部应力和提高塑性。
回火可以提高弹簧的变形能力和韧性,使其能够承受更大的力或变形。
3.预应力处理:在制造弹簧时,通过对材料施加预压,使其在正常工作状态下处于一定的应力状态。
预应力处理可以提高弹簧的稳定性和寿命。
4.氮化处理:将弹簧置于含氮气体环境中进行加热处理,使其表面形成一层氮化物的保护层。
氮化处理可以提高弹簧的耐腐蚀性和表面硬度,延长其使用寿命。
总之,弹簧的材料选择和热处理方法需要根据具体的要求和条件进行综合考虑,以确保弹簧能够具备所需的力学性能和耐久性。
在实际应用中,常用的弹簧材料包括高碳钢、合金钢和不锈钢,而硬化和回火处理是常用的热处理方法。
强化处理工艺影响膜片弹簧载荷变形关系的分析
强化处理工艺影响膜片弹簧载荷变形关系的分析膜片弹簧是机械弹簧的一种,由多个平面的弹性金属薄片组成,具有高载荷、小变形、耐疲劳等特点,广泛应用于各种机械、汽车、航空航天等领域。
而膜片弹簧的弹性性能和载荷变形关系受到强化处理工艺的影响。
本文将对强化处理工艺对膜片弹簧载荷变形关系的影响进行分析。
首先,强化处理工艺可以提高薄片的强度和硬度,从而提高弹簧的载荷能力。
常见的强化处理方法包括热处理、表面处理和化学处理等。
热处理是将薄片加热到一定温度,并保温一段时间,使薄片内部的组织结构发生改变,从而提高其强度和硬度。
表面处理是在薄片表面涂覆一层硬化剂或进行表面改性,从而形成一层硬度高的表面层。
化学处理是将薄片浸泡在含有特定化学物质的溶液中,通过化学反应改变其组织结构和性能。
其次,强化处理工艺还可以改善薄片的疲劳性能,从而延长弹簧的使用寿命。
疲劳是弹簧在反复加载和卸载过程中发生的变形和断裂现象,是弹簧失效的主要原因之一。
强化处理可以提高薄片的抗疲劳性能,使其在反复加载和卸载过程中出现的裂纹和缺陷减少或消失,从而延长弹簧的寿命。
同时,强化处理工艺还可以影响弹簧的变形特性,从而影响其载荷变形关系。
在弹簧的设计和制造过程中,载荷变形关系是一个重要的性能指标,它反映弹簧在载荷作用下的变形量和应力分布。
强化处理可以改变薄片的材料特性和组织结构,从而影响弹簧的变形特性。
例如,热处理可以降低薄片的弯曲刚度,使其在相同载荷下发生更大的弯曲变形;表面处理和化学处理可以增加薄片的摩擦系数,从而增加弹簧的摩擦阻力和阻尼性能。
综上所述,强化处理工艺对膜片弹簧的载荷变形关系有着重要的影响。
强化处理可以提高薄片的强度、硬度和抗疲劳性能,延长弹簧的使用寿命;同时,也可以改变弹簧的变形特性和应力分布,从而影响其载荷变形关系。
在弹簧的设计和制造中,应根据具体应用需求选择适当的强化处理工艺,以达到更好的性能和效果。
除了上述提到的强化处理工艺外,还有一些细节处理也会影响膜片弹簧的载荷变形关系。
提高弹簧钢质量的工艺实践
提高弹簧钢质量的工艺实践
1.增强冶炼控制。
对于弹簧钢的冶炼过程,需要进行加强控制,特别是在炉温、炉内气氛、渣组成等方面进行优化,以确保钢的化学成分、气体含量、杂质含量
等各项指标符合标准要求,并且达到最佳状态。
2.采用高效热处理技术。
在弹簧钢的热处理过程中,采用高效的热处理技术,比如采用高温凝
固技术、流动状态下钢液的过渡等方式,可以有效地降低残余应力,提高
合金的强度和硬度,提高弹簧钢的质量。
3.优化机械加工工艺。
对于弹簧钢的机械加工过程,需要进行优化,采用真空加热、高速铣
削等高效的加工方法进行加工,可以避免钢材表面出现氧化、热裂纹等问题。
同时,还可以避免在机械加工过程中产生残余应力和疲劳裂纹等问题,提高弹簧钢的加工精度和制造品质。
4.加强质量管控。
通过建立完善的材料质量管控体系,采用先进的材料检测技术等方法,及时发现和解决弹簧钢质量问题,确保合格率达到100%。
同时,对于质
量问题,要及时记录,分析原因,采取纠正措施,防止类似问题再次发生,不断提高弹簧钢质量。
304弹簧钢丝的热处理硬度
304弹簧钢丝的热处理硬度引言304弹簧钢丝是一种常见的不锈钢材料,具有良好的耐腐蚀性和机械性能。
热处理是提高钢材硬度和强度的一种常用方法。
本文将详细介绍304弹簧钢丝的热处理过程以及对硬度的影响。
304弹簧钢丝的热处理方法退火处理退火是最常用的热处理方法之一,可以改善304弹簧钢丝的硬度和塑性。
退火处理过程中,首先将304弹簧钢丝加热到高温,通常在800℃-900℃之间,保持一段时间,然后缓慢冷却。
退火处理可以消除304弹簧钢丝的内部应力,提高其塑性和韧性。
同时,退火还可以改善钢材的晶粒结构,使其更加均匀细小,从而提高硬度和强度。
固溶处理固溶处理是针对304弹簧钢丝中的固溶体进行的热处理。
固溶体是指钢材中的合金元素以固溶形式存在的物质。
固溶处理的目的是通过加热使固溶体溶解,然后快速冷却,使固溶体重新沉淀。
固溶处理可以改善304弹簧钢丝的硬度和强度。
通过固溶处理,合金元素可以均匀地分布在钢材中,增加钢材的晶界强化效果,提高硬度和强度。
淬火处理淬火是一种通过快速冷却来提高304弹簧钢丝硬度和强度的热处理方法。
淬火处理过程中,将304弹簧钢丝加热到高温,然后迅速将其冷却到室温以下。
淬火处理可以使304弹簧钢丝的组织转变为马氏体组织,从而显著提高其硬度和强度。
然而,淬火处理也会导致钢材产生内部应力,可能使其变脆。
因此,在淬火处理后,通常需要进行回火处理来减少内部应力。
回火处理回火处理是通过加热淬火后的304弹簧钢丝,然后在适当的温度下保温一段时间,最后冷却到室温的热处理方法。
回火处理可以减少304弹簧钢丝的内部应力,提高其韧性和塑性。
回火处理还可以调整钢材的硬度,使其达到所需的硬度范围。
304弹簧钢丝的热处理硬度影响因素温度热处理温度是影响304弹簧钢丝硬度的重要因素。
通常情况下,随着温度的升高,304弹簧钢丝的硬度会降低。
这是因为高温会导致晶体结构的再排列,使晶粒长大,从而降低硬度。
然而,温度过低也会对304弹簧钢丝的硬度产生不利影响。
合金弹簧钢的纤维增强技术研究与应用
合金弹簧钢的纤维增强技术研究与应用引言:合金弹簧钢是一种具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性的材料,广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
然而,随着技术的不断进步,对于材料性能和使用寿命的要求越来越高,传统的合金弹簧钢已不再满足需求。
因此,研究和应用纤维增强技术成为了提高合金弹簧钢性能的重要途径。
本文将介绍合金弹簧钢的纤维增强技术,并探讨其研究与应用的进展。
一、纤维增强技术概述纤维增强技术是一种通过在基体材料中引入纤维增强体,以提高材料的力学性能和耐久性的方法。
纤维可以是无机纤维,如碳纤维和玻璃纤维;也可以是有机纤维,如聚合物纤维。
纤维增强技术的主要优点是能够提高材料的强度、刚度和耐磨性,并且能够在一定程度上改善材料的耐腐蚀性能。
二、纤维增强合金弹簧钢的研究进展1. 纤维增强合金弹簧钢的制备方法纤维增强合金弹簧钢的制备方法主要包括静电纺丝法、热压法和层状制备法等。
其中,静电纺丝法是一种较为常用的方法,通过将纤维与金属熔融混合后通过高压气体喷嘴进行喷丝,最后形成纤维增强合金弹簧钢。
热压法则是将纤维和金属粉末混合后,经过高温和高压的处理,使纤维与金属粉末紧密结合成为一体。
层状制备法则是将纤维和金属材料按照一定的层次和顺序进行堆叠,然后通过热压和烧结等工艺制备纤维增强合金弹簧钢。
2. 纤维增强合金弹簧钢的力学性能提升纤维增强技术可以显著提高合金弹簧钢的力学性能,主要表现在以下几个方面:(1) 强度提升:纤维增强体在基体材料中起到了增强作用,使得合金弹簧钢的强度得到有效提升。
(2) 刚度提升:纤维增强技术改变了合金弹簧钢的力学性能分布,使得材料的刚度明显增加,抗弯和抗压能力得到了显著改善。
(3) 耐磨性提升:纤维增强体的引入可以有效提高合金弹簧钢的耐磨性能,减少材料的摩擦损失,延长使用寿命。
(4) 耐腐蚀性提升:通过选择适当的纤维材料,可以增加合金弹簧钢抵抗腐蚀的能力,提高材料的耐腐蚀性能。
三、纤维增强合金弹簧钢的应用前景纤维增强合金弹簧钢具有较高的力学性能和耐腐蚀性能,因此在一些特殊领域的应用前景广阔:1. 汽车制造领域:纤维增强合金弹簧钢具有良好的强度和刚度,可以用于汽车悬挂系统和传动系统等关键部件,提高汽车的稳定性和乘坐舒适度。
弹簧强度和韧性的工艺技术
弹簧强度和韧性的工艺技术弹簧作为一种常见的机械零件,广泛应用于汽车、摩托车、机械设备等领域。
弹簧的强度和韧性是衡量其质量和性能的重要指标,对于提高弹簧的使用寿命和安全性非常重要。
下面将介绍弹簧强度和韧性的工艺技术。
弹簧的强度主要指材料的抗拉强度和抗压强度。
弹簧在工作过程中需要承受一定的拉力或压力,因此材料的抗拉强度和抗压强度越高,弹簧的强度就越高,承受力也就越大。
提高弹簧强度的工艺技术主要包括材料的选择和热处理。
首先,材料的选择对弹簧的强度有很大影响。
目前常用的弹簧材料有碳钢、合金钢、不锈钢等,其中合金钢和不锈钢的强度较高。
合金钢具有良好的强度、韧性和耐磨性,适用于承受较大力的弹簧。
不锈钢具有优异的耐腐蚀性和强度,适用于要求较高的环境下使用的弹簧。
在材料选择时要根据具体使用条件和要求进行合理选择,以提高弹簧的强度。
其次,热处理是提高弹簧强度的重要工艺技术。
热处理是通过对弹簧进行加热和冷却的过程,使其在晶粒结构和组织上发生变化,进而提高材料的强度和韧性。
常见的热处理工艺包括退火、淬火和回火等。
退火可以消除材料内部的应力和晶界缺陷,提高弹簧的塑性和韧性。
淬火可以使弹簧材料快速冷却,使晶体结构变硬,提高弹簧的强度。
回火是对淬火后的弹簧进行加热处理,使其硬度适中,增加韧性。
通过合理选择热处理工艺可以使弹簧具有较高的强度和韧性。
韧性是弹簧受外力作用时能够发生塑性变形而不破裂的能力。
弹簧在工作过程中会受到反复的拉压力作用,若韧性不足,弹簧会发生断裂或变形,从而失去正常的弹性功能。
提高弹簧的韧性需要注意以下几个方面。
首先,合理选择材料。
韧性好的材料一般具有较高的延伸率和冲击韧性,能够在外力作用下发生较大的塑性变形。
合金钢和不锈钢具有较好的韧性特性,适用于对弹簧韧性要求较高的场合。
其次,适当进行热处理。
通过适当的热处理工艺可以改善材料的晶界结构和组织,促进晶界位错排列,增加材料的塑性。
退火和回火是常用的热处理工艺,对于提高韧性具有较好的效果。
弹簧强化的后处理
弹簧强化的后处理弹簧热处理的目的就是在于充分发挥材料的潜力,使之达到或接近最佳的力学性能,从而保证弹簧在使用状态下长期可靠地工作。
1.形变热处理:形变热处理是将钢的变形强化与热处理强化两者结合起来,进一步提高钢的强度和韧性。
形变热处理有高温、中温和低温之分。
高温形变热处理是在稳定的奥氏体状态下产生形变后立即淬火,也可与锻造或热轧结合起来,即热成型后立即淬火。
60Si2Mn钢制造的汽车板簧,经高温形变热处理(930℃+热性变量18%,油淬)后,采用650℃×3.25min的高温快速回火,其强度和疲劳寿命都得到很大提高。
2.弹簧的等温淬火:对于直径较小或淬透性足够的弹簧可采用等温淬火,它不仅能减少变心,而且还能提高强韧性。
在等温淬火后最好再进行一次回火,可提高弹性极限,回火温度与等温淬火温度相同。
3.弹簧的松弛处理:弹簧长时间在外力作用下工作,由于应力松弛,会产生微量的永久(塑性)变形,特别是高温工作的弹簧,在高温下应力松弛现象更为严重,使弹簧的精度降低,这对一般精密弹簧是不允许的。
因此,这类弹簧在淬火、回火后应进行松弛处理。
热处理工艺:对弹簧预先加载荷,使其变形量超过弹簧工作时可能产生的变形量。
然后在高于工作温度20℃的条件下加热,保温8~24h。
4.喷丸处理:喷丸处理是目前应用最广泛的改善弹簧表面质量的方法之一。
弹簧要求有较高的表面质量,划痕、折叠、氧化脱碳等表面缺陷往往会成为弹簧工作时应力集中的地方和疲劳断裂源。
若用细小的钢丸高速喷打弹簧表面,进行喷丸处理,不仅改善弹簧表面质量,提高表面强度,使表面处于压应力状态,从而提高弹簧疲劳强度和使用寿命。
随着机械向高速、重载荷、质量轻、体积小的方向发展,对弹簧也提出了更高的要求。
为了消除不利的剩余应力,改善弹簧产品表面的应力分布状况、获得高的有益应力,除了在选择材料和热处理中采取措施外,在弹簧的制造中,经常使用机械强化工艺。
弹簧的热处理
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
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)
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 900— 925℃
弯片之后,在 850— 880℃入油淬火。若受条件限制,也可在成形之后重新加热淬火。
, 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。
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A 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冷却,从而获
威艺五金弹簧:压缩弹簧的强化处理
威艺五金弹簧:压缩弹簧的强化处理压缩弹簧强化圆簧,由于其螺旋几何形状,因以对其的强化作业要比平表面的板簧强化困难些。
另外,还必须严格评估圆簧横切面的强化效果,从而充分了解圆簧抗疲劳断裂的抗力大小。
圆簧被一个个单独地经一连续输送链系统压缩弹簧强化圆簧,由于其螺旋几何形状,因以对其的强化作业要比平表面的板簧强化困难些。
另外,还必须严格评估圆簧横切面的强化效果,从而充分了解圆簧抗疲劳断裂的抗力大小。
圆簧被一个个单独地经一连续输送链系统送入抛丸室,抛丸室内装有一组平行辊道,强化的同时,辊道不停滚动,带动圆簧边旋转边前行。
这样旋转的通过方式能让高速丸流通过圆簧各个环圈间,打到里圈的金属表面上,那里恰恰是圆簧应力最集中的部位。
对于产能要求高的应用,可选择一种能同时喷两个圆簧的强化设备。
最新的研发结果,是在原来抛丸强化设备基础上,结合入多个喷嘴,用于对圆簧特定区域(应力集中取悦)更目标明确、火力集中的喷丸处理。
板簧强化可利用一种连续通过式抛丸强化设备对板簧进行一个接一个单独的强化处理,让板簧几何凹面曝露在高速丸流下。
典型的机型是包括一个抛头用于抛射板簧顶部,侧边装一个抛头,同时喷板簧左右侧面。
这套标准款板簧强化设备的通过速度是10英尺/分钟,如需要更高的产速,则可增加抛头数量,调节电机频率。
在工作条件下,板簧会重复受到单向弯曲应力影响,因此有时是被应力强化的。
在强化过程中,就模拟板簧在以后使用过程中会受到“应力强化”的情况,让它在承受负荷的方向上施与一个“静态应力”的同时,对其进行喷丸强化。
强化完毕后,释放该外加的静态应力。
实验证明,应力强化比常规强化能更进一步延长板簧的使用寿命。
悬架弹簧强化归功于高应力轻量化设计,近年来悬架弹簧重量大大降低,新车型悬架弹簧的应力>1000Mpa非常常见。
弹簧在如此高应力下服役,已经超过材料可以承受的极限,所以必须辅之以其它的强化手段(如抛/喷丸)。
主机厂商对汽车悬架弹簧采用非常严格的试验标准,最长的1项试验周期长达70天(10周),其原应在于在高应力条件下工作的悬架弹簧,一旦表面受到应力腐蚀即产生腐蚀疲劳失效,断裂后的弹簧端口倘若戳破轮胎将有可能造成重大的安全和人身事故。
弹簧钢表面处理
弹簧钢表面处理的技术深析与应用弹簧钢作为一种常用的工业材料,因其优异的弹性和硬度特性而广泛应用于各种机械结构中。
表面处理技术作为提升弹簧钢性能的重要环节,不仅能够增强材料表面的耐磨损、耐腐蚀等特性,还能在一定程度上提升弹簧的工作寿命。
本文将对弹簧钢的表面处理技术进行多角度分析,探讨其在实际应用中的重要意义及操作要点。
一弹簧钢的基本特点与表面处理的必要性弹簧钢的力学性能要求极为严格,它需具备足够的弹性模量、抗拉强度和屈服强度,以应对反复的机械负载。
表面处理技术通过改变材料的表面结构和化学成分,有助于提升这些基本的力学特性。
例如,表面硬化可以增加弹簧表面的抵抗力,减少划痕和凹坑的产生。
(1)表面硬化处理通过渗碳、氮化等化学热处理过程,弹簧钢表面可以形成一层硬而耐磨的化合物层,显著提升其耐磨性能和抗疲劳寿命。
渗碳处理是在高温下将碳素扩散至弹簧钢表面,增加表面的碳含量,从而提升硬度。
氮化则是在一定条件下使氮元素扩散入钢材表面,形成硬质的氮化层。
(2)表面镀层技术镀层处理如镀锌、镀镍、镀铬等,能在弹簧表面形成保护层,有效隔离空气和水分,防止腐蚀。
这些镀层除了防护外,还可赋予弹簧美观的外观。
镀层过程中控制镀层的均匀性和附着力是技术关键。
二弹簧钢表面处理过程中的关键技术精确控制表面处理的过程对保证弹簧钢的质量至关重要。
这一过程涉及多种物理化学反应,对工艺参数的精细调控显得尤为重要。
(1)工艺参数优化在化学热处理中,温度、保持时间、气氛控制等参数的优化是确保处理效果的关键。
渗碳温度过高会导致晶界脆化,温度过低又达不到理想的硬化效果。
时间和气氛的控制需要精准以保证化合物层的均匀性。
(2)表面缺陷控制在镀层过程中,须严格清洁弹簧表面,防止镀层出现气泡、夹杂等缺陷。
采用适当的前处理和后处理技术可以有效减少缺陷发生。
三弹簧钢表面处理的实际应用和案例分析实际生产中,不同的应用场景对弹簧钢的表面处理技术提出了不同的要求。
通过具体案例的分析,可以更深入理解表面处理技术对弹簧性能的影响。
弹簧的防腐蚀措施
弹簧的防腐蚀措施弹簧防腐蚀措施一、选择防腐蚀的材料:针对不同的环境条件,选择防腐蚀的材料是保证弹簧长期抗腐蚀的基础。
常用的材料有不锈钢、铝合金、碳钢、锡、锌及其它合金等。
二、表面处理:1. 烤漆:将钢材沾上防腐蚀漆,使之由铁黑变成光滑,防止空气中氧化物与钢材直接接触,以达到防腐蚀的目的。
2. 涂装荷:利用电解药质形成一层锌镁合金,以具有大量的镁原子来防止锌分解,延长其使用寿命。
3. 车削:通过高速刨削,通过切削力在表面磨损出一定的车削纹,形成微小的抗腐蚀沟槽,可以增加弹簧的抗腐蚀性能。
三、冷轧和机械表面处理:1. 电镀:将弹簧表面经过电镀处理,能够增加弹簧的抗腐蚀性能。
主要有电镀镍、电镀锌、电镀铜等。
2. 氧化:将处理后的弹簧表面通过贵金属氧化,可以形成贵金属氧化膜,达到防腐蚀的目的。
3. 氮化:将钢材表面经过氮化处理,可以形成一层氮化膜,以提高钢材的表面硬度和耐磨性,它也可以增强钢材的抗腐蚀能力。
四、密封处理:1. 气密封:需要将弹簧经过涂装、油封、堵头等措施,以保护弹簧的表面质量,防止重金属污染物和其他零件浸渍而损坏弹簧表面质量。
2. 油封:将弹簧表面喷涂乳油,乳油中包含有防腐剂,能有效的保护弹簧表面,防止酸性气体、灰尘粉尘以及重金属污染物的侵入。
3. 防腐堵头:使用防腐质填料,将其填入弹簧的开口处,形成防腐堵头,以防止重金属污染物和其他零件浸渍而损坏弹簧表面质量。
五、存储:弹簧在运输和使用过程中,应当注意避开雨、雪、冰雹等下雨天气,避免弹簧被污染。
此外,弹簧还应当彻底清洗,然后存放在温度、湿度适宜、通风良好的地方,以防惰性气体影响弹簧性能。
弹簧的表面处理工艺
弹簧的表面保护工艺,主要有:工序中的表面防锈、成品的发黑(发蓝)、磷化、油漆上防锈油、电泳漆、电镀、静电粉末喷涂等,特别后四种表面处理工艺得到广泛的应用和发展。
部分不锈钢丝和重要用途碳素弹簧钢丝的耐蚀性能相当于镀锌的耐蚀性能,若再镀一层ZnAl(5%)的合金,则耐蚀性可提高约3倍。
对电阻性能有要求的不锈钢丝或重要用途碳素弹簧钢丝,钢丝直径小于0.4mm可镀铜,大于0.4mm的可采用内部是铜,外部是不锈钢材料。
一般钢丝镀5um厚的Ni,可提高其导电性。
一般来说,能使材料表面硬化形成剩余应力的工艺(如喷丸强化和表面氮化等)均可提高疲劳强度。
目前正在研究非电解镀Ni,通过加热300~500℃,可将7%的P以PNi析出,可提高维氏硬度500HV,喷丸后,若在300℃以下加热镀Ni,亦可提高硬度10%达克罗(Dqcromet)涂覆新技术,具有很多的优点,无氢脆,高的抗腐性、高的耐温性、高渗透性、附着力强而且环保性能好。
目前已有应用,但需注意质量。
1)复合喷丸技术。
复合喷丸也通常称为复合喷丸。
最经济的方法是二次抛丸。
这是通过喷丸与不同直径的球。
首次使用较大的球团来获得残余压应力和表面光洁度。
2)应力喷丸喷丸过程。
应力喷丸加工过程也相对传统喷丸加工过程,仅仅因为它是很难适用于大规模生产,但近年来,由于应力喷丸加工设备的快速发展,它已经相对较大的高应力的大规模生产汽车悬架弹簧的发展。
特别是应力-强度喷丸强化与其它喷丸强化工艺的联合应用,具有良好的强化效果。
应力喷丸的预应力一般设置在700 ~ 800MPa。
应力喷丸后,残余应力峰值可达1200 ~ 1500MPa,从而获得较高的疲劳强度。
3)热压强压工艺热压强压工艺主要适用于对永久变形要求高的螺旋弹簧。
这是一个先进的稳定处理过程,防止永久变形。
除了能显著提高抗永久变形能力外,高温强压缩过程还能提高疲劳寿命。
高强度弹簧钢热处理工艺研究
高强度弹簧钢热处理工艺研究
弹簧钢是一种用于制造弹簧的钢。
由于弹簧的一些特殊要求,如高强度、高硬度、良
好的弹性、良好的耐疲劳和一定的延展性等,因此,弹簧钢需要经过特殊的热处理工艺来
满足这些要求。
在热处理过程中,弹簧钢经过加热、保温、冷却等工艺步骤,使其组织和性能发生改变,从而得到所需的性能。
以下是关于高强度弹簧钢热处理工艺的研究。
1.强化退火工艺
强化退火是弹簧钢的一种常见热处理工艺。
在这种工艺中,弹簧钢经过加热到一定温度,保温一定时间后,在适当的冷却速度下冷却。
这种工艺可以改善弹簧钢的强度和硬度,提高抗疲劳性能。
2.淬火和回火工艺
3.正火工艺
4.等温淬火和加工硬化工艺
等温淬火和加工硬化是弹簧钢的一种复杂工艺。
在这种工艺中,弹簧钢首先经过等温
淬火处理,然后将其加工成形,并经过多次淬火和回火处理,以调整其性能和组织结构,
获得所需的弹簧钢种类。
总之,在弹簧钢的热处理中,各种工艺有其独特的优点和适用范围。
为了得到所需的
弹簧钢性能,应根据实际需要选择合适的热处理工艺。
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弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性,而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。
钢的弹性取决于其弹性变形的能力,即在规定的范围之内,弹性变形的能力使其承受一定的载荷,在载荷去除之后不出现永久变形。
弹簧钢应具有优良的综合性能,如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能,又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。
为了满足上述性能要求,弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。
根据《钢分类》标准,按照基本性能及使用特性一,弹簧钢属于机械结构用钢;按照质量等级,属于特殊质量钢,即在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的钢。
按照我国习惯,弹簧钢属于特殊钢。
深圳弹簧
弹簧钢按其加工成型方式分为热成型和冷成型两类,由于加工方式的不同,在后续的热处理方式也不尽相同,具体如下:
A、热成型弹簧的热处理
直径或板厚大于10-15mm的大型弹簧件,多用热轧盘条拉拔的钢丝或钢板制成。
加工及热处理为:先把弹簧钢丝加热到高于正常淬火温度50-80℃的条件下热卷成型,然后淬火+中温回火,获得弹性极限和疲劳强度极佳的回火索氏体。
弹簧钢淬火加热应选用少氧或无氧化的设备如盐浴炉、保护气氛炉等,防止氧化脱碳。
弹簧钢热处理后还要进行喷丸处理,强化表面,产生残余压应力,提高疲劳强度。
热轧弹簧钢采用的工艺流程为:扁钢剪断加热压弯成形后余热淬火+中温回火+喷丸包装。
B、冷成型弹簧的热处理
直径小于8mm的弹簧件,常用冷拔钢丝冷卷成形。
冷拉钢丝制造工艺及后续热处理,主要是以下三类:
1)铅浴处理冷拉钢丝
先将钢丝连续拉拔三次,总变形量达到50%,接着加热到ac3以上温度使其奥氏体化,随后在450-550℃的铅浴中等温处理,奥氏体转化为索氏体组织。
屈服强度为1600mpa,冷卷成形后,在200-300℃退火消除应力即可。
东莞弹簧
2)退火状态钢丝
将钢丝拉拔到规定尺寸,再进行退火处理。
软化后的钢丝冷卷成形后,需经过淬火+中温回火后才能获得所需的力学性能。
3)油淬火回火钢丝
钢丝拉拔到处理尺寸后,进行油淬火回火。
这类钢丝的强度不如铅浴处理的钢丝,但性能均匀一致,成本较低。
冷卷成形后,进行去应力处理。