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发布时间:    信息编辑:郑州高氏    点击次数:
    大型弹簧钢片为薄平板零件,用来安装在车辆上,可承受车辆转弯时带来的强大扭力,同时在服役过程中,能够在周期性的弯曲和扭转等交变应力作用下工作,要求该弹簧钢片具有高的抗拉强度(尤其是高弹性极限)、高的疲劳强度、高的冲击韧性和塑性。为了满足弹簧钢片的这一工作要求,我们常用高频感应加热设备进行热处理,效果非常好。今天,我们就一起看看大型弹簧钢片的高频热处理工艺。

    1)弹簧钢片的热处理

    1、技术要求 选用材料为厚度3mm的65Mn弹簧钢板,其化学成分以及组织符合设计要求,热处理后硬度在43-48HRC,平面度≤0.7mm,脱碳层≤0.3mm,表面无裂纹等外观缺陷。

    2、热处理工艺 针对上述技术要求,65Mn弹簧钢板的含碳量高,所以在淬火冷却后的组织为孪晶马氏体,该组织的脆性断裂倾向大,淬火过程中容易开裂。故在进行该钢的热处理时,应重点思考该“瓶颈”,采取必要的措施或工艺手段,确保其不开裂和变形符合要求等。

    根据65Mn具有良好淬透性的特点,厚度3mm的薄板采用油冷即可获得要求的硬度和组织性能,需进行两次回火。淬火采用高频感应加热设备进行,油冷,硬度高达63HRC,再进行回火热处理。但由于该钢片的直径466mm的外边缘与直径17mm孔之间、直径112mm圆周与直径13mm孔之间冷却先于其他部位,因此是淬火应力最集中的部位,冷却后的畸变很大(呈S形),在350-380℃回火压紧过程中,上述部位出现裂纹。

    根据工艺分析裂纹产生的具体情况:a.首先为机械加工应力的影响,直径17mm、直径13mm孔均是在热处理以前已经冲出,在粗磨过程中磨削量过大,两面在磨削过程中均存在较大的机械加工应力,热处理前未及时消除;b.热应力的影响,该钢具有过热敏感性,淬火过程中产生较大的淬火应力,脆性增加,要消除淬火后产生的热应力与组织应力,必须及时回火以降低硬度和脆性,提高弹性极限、塑性和韧性等,同时该钢具有第二类回火脆性,应在回火结束后快冷,对其进行400-450℃的回火,是为了满足显微组织和硬度的需要,而此时已经将引起钢片微塑变的主要因素消除或明显减弱;C.改变小孔的设计位置,要求小孔与内、外边缘的距离大于1.5d(d为加工孔的直径)。  

    为了获得要求的硬度、组织、变形量等,对粗磨后的钢片增加500-600℃的一边高温回火,目的是消除磨削时存在的加工应力,针对淬火应力和脆性大的具体情况,将淬火加热温度降低10℃左右,然后喷油冷却,减小淬火应力,提高回火温度,加快其组织转变的速度以及提高回火后的冷却速度,改进设计结构。

    (2)弹簧钢片的热处理工艺分析与实施要点

    1、采用低温淬火后喷油冷却,减少了淬火应力和变形量,采用高频感应加热设备进行两次中温回火,可确保应力释放彻底和脆性的减弱,回火后的快速冷却,消除了第二类回火脆性对冲击韧性的影响,因此从弹簧钢的固有特性来看,合理利用其优势,避开其不足则完全可以生产出符合要求的弹簧钢片。

    2、不可忽视机械加工应力对钢片变形和开裂的影响,对于含碳量高的弹簧钢的大型薄片体,由于其平面面积大,因此冷却时应确保其均匀的冷却,同时要密切关注有无孔、槽、缺口以及其他致命的设计缺陷,在满足设计要求的前提下,应做到均匀布置和避免质量效应,淬火前的去应力退火,改进设计等均有助于淬火质量的改善。

    3、回火后的钢片应清洗干净,采用高频感应加热设备进行回火处理,要求尽量使表面的受力点均匀,严禁表面黏附油污和污渍,应用布或棉丝等对钢片表面擦拭干净。为了确保回火后变形合格,可在回火过程中提出压紧。

    4、65Mn钢圆锯片热处理过程中出现断裂和弹性不足,应从以下分析原因:淬火加热时间长,出现氧化脱碳;淬火温度偏低,奥氏体化不充分,造成硬度不均匀;在处于第一类回火脆性区回火,造成韧性不足,脆性增大。其中氧化脱碳和淬火硬度不足将降低锯片弹性,而回火脆性和韧性的不足则是造成脆断的主要原因。在热处理过程中采取到温入炉的方法减少氧化脱碳,同时有助于消除带来的质量缺陷。

    我们都知道,热处理工艺的好坏直接影响着工件的热处理质量,因此,掌握工件的热处理工艺是非常重要的。今天,本文简单分析了大型弹簧钢片的热处理工艺,大家在按照上述工艺进行操作时,应十分的认真,仔细,以免工件产生缺陷影响其使用。