CN104668907A - 一种大型弹簧片的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及弹簧的工艺，特别涉及了一种大型弹簧片的加工工艺。包括以下步骤：3mm板材下料→冲压→修整→粗磨→热处理→精磨→氧化处理→包装；其中，所述热处理包括高温回火、淬火及中温回火。本发明一种大型弹簧片的加工工艺，该工艺生产出的大型弹簧片的质量稳定，没有锯片的开裂，基本消除了工件的开裂现象，回火采用定形模使表面受力均匀，保证了弹簧片的翘曲比较微小，是成熟的热处理工艺。
Description
技术领域
本发明涉及弹簧的工艺，特别涉及了一种大型弹簧片的加工工艺。
背景技术
65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高，具有过热敏感性和回火脆性倾向，水淬有形成裂纹倾向。退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，焊接性差。 受中等载荷的板弹簧，直径达7-20mm的螺旋弹簧及弹簧垫圈.弹簧环。高耐磨性零件，如磨床主轴，弹簧卡头。精密机床丝杆。切刀。螺旋辊子轴承上的套环。铁道钢轨等。
弹簧钢薄齿片类零件，其材质为65Mn或其他弹簧钢，有内齿或外齿，外径200mm以上，厚度为1.5-4mm。弹簧钢薄齿片类零件的厚度差要求严，且齿部尺寸公差有较高的要求。同时，需要热处理硬度到 HRC26-32。由于薄齿片为薄板大尺寸零件，热处理易产生椭圆变形，平面度也很难保证。同时弹簧钢具有回火脆性。
大型弹簧钢片为薄平板零件，是机车车辆上的重要零部件，选用65Mn钢制造该弹簧钢片。要求该弹簧钢片具有高的抗拉强度、高的疲劳强度、高的冲击韧性和塑性，要求热处理后脱碳倾向小，平面度≤0.7mm，脱碳层≤0.3，表面无裂纹等外观缺陷，同时具有一定的刚度。
该弹簧钢片的厚度与直径比超过了200,65Mn弹簧钢片的含碳量高，所以淬火冷却后的组织为孪晶马氏体，该组织的脆性断裂倾向较大，淬火过程中容易开裂。
传统的工艺方法如下 ：第一种方法是采用线切割加工和机加工相结合，这种方法生产效率低下，生产成本奇高；第二种方法是采用原材料球化退火后进行精冲成形，最后再进行热处理。这种方法因热处理过程中会产生失圆变形，导致一部分齿根圆直径偏小，零件需报废，另一部分齿根圆直径偏大，需要增加局部切齿和手工修尺寸工序，严重影响产品的生产进度和成本。
申请号201210417411.1公开了一种热成型弹簧的热处理工艺，是针对线材直径小于 15mm 的弹簧，采用热成型处理，在成型之后需要热处理 ；退火与正火处理：球化退火和软化退火处理，硬度在≤ 225HBS；淬火、回火处理 ；淬火介质选择 ：合金钢使用油淬火介质，截面面积大于100平方毫米的使用水淬火 ；回火处理时选用带风机的回火炉，增加回火的均匀性，回火温度为 450~550℃，回火之后采用水冷或油冷的快速冷却方式。
上述方法没有考虑机械加工应力的影响，直径17mm和直径13mm孔均是在热处理前冲出的，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；经过上述分析，该方法不适合。
申请号201310715884.4公开了一种防止超薄针对65Mn钢弹簧片热处理变形的方法及模具。包括淬火、预处理及回火校正，三个步骤 ，该方法也不能确保不开裂和变形符合要求。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供一种大型弹簧片的加工工艺，使得采用该工艺生产出的大型弹簧片的质量稳定，没有锯片的开裂，基本消除了工件的开裂现象，回火采用定形模使表面受力均匀，保证了弹簧片的翘曲比较微小，是成熟的热处理工艺。
为了实现上述目的，本发明的具体技术方案是：
一种大型弹簧片的加工工艺，包括以下步骤：3mm板材下料→冲压→修整→粗磨→热处理→精磨→氧化处理→包装；其中，所述热处理包括高温回火、淬火及中温回火。
对粗磨后的钢片进行500~600℃的一遍高温回火。
所述淬火采用RJX-75-9箱式炉加热，保温结束后用4t的淬火压床喷油冷却。
所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为350~380℃。
所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为400~450℃。
还包括表面氮化热处理工艺，氮化温度为 460 ～ 490℃，气体氮化时间为 8 ～24 小时。
还包括弹簧的喷丸强化工艺。
所述的弹簧的喷丸强化工艺包括组合喷丸和应力喷丸工艺 ；组合喷丸 ：采用二次喷丸，通过采用不同直径的丸粒喷丸来实现，第一次采用较大丸粒来获得残余压应力和表面光洁度 ；应力喷丸工艺 ：应力喷丸工艺的预应力为750～850MPa。
本发明的有益效果是：
第一、本发明对粗磨后的钢片增加500~600的一遍高温回火，消除了磨削时存在的加工应力；
第二、针对淬火应力和脆性大的具体情况，要消除淬火后产生的热应力与组织应力，将引起钢片微塑性变形的主要因素消除或明显减弱，将淬火加热温度降低10℃左右，采用4t压床喷油冷却，减小淬火应力；
第三、提高中温回火温度，采用压模定型进行400~450℃的回火处理，使工件应力去除得更彻底，在保温结束后快冷以消除二次回火脆性。
第四、本发明还包括弹簧的喷丸强化工艺。所述的弹簧的喷丸强化工艺包括组合喷丸和应力喷丸工艺 ；组合喷丸 ：采用二次喷丸，通过采用不同直径的丸粒喷丸来实现，第一次采用较大丸粒来获得残余压应力和表面光洁度 ；应力喷丸工艺 ：应力喷丸工艺的预应力为750～850MPa。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例一、
一种大型弹簧片的加工工艺，包括以下步骤：3mm板材下料→冲压→修整→粗磨→热处理→精磨→氧化处理→包装。
其中，所述热处理包括高温回火、淬火及中温回火。
所述高温回火是对粗磨后的钢片进行500~600℃的一遍高温回火。
所述淬火采用RJX-75-9箱式炉加热，保温结束后用4t的淬火压床喷油冷却。所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为350~380℃。
实施例二、
一种大型弹簧片的加工工艺，包括以下步骤：3mm板材下料→冲压→修整→粗磨→热处理→精磨→氧化处理→包装。
其中，所述热处理包括高温回火、淬火及中温回火。
所述高温回火是对粗磨后的钢片进行500~600℃的一遍高温回火。
所述淬火采用RJX-75-9箱式炉加热，保温结束后用4t的淬火压床喷油冷却。所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为4000~450℃。
实施例三、
一种大型弹簧片的加工工艺，包括以下步骤：3mm板材下料→冲压→修整→粗磨→热处理→精磨→氧化处理→包装。
其中，所述热处理包括高温回火、淬火及中温回火。
所述高温回火是对粗磨后的钢片进行500~600℃的一遍高温回火。
所述淬火采用RJX-75-9箱式炉加热，保温结束后用4t的淬火压床喷油冷却。所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为350~380℃。
还包括表面氮化热处理工艺，氮化温度为 460 ～ 490℃，气体氮化时间为 8 ～24 小时。
实施例四、
一种大型弹簧片的加工工艺，包括以下步骤：3mm板材下料→冲压→修整→粗磨→热处理→精磨→氧化处理→包装。
其中，所述热处理包括高温回火、淬火及中温回火。
所述高温回火是对粗磨后的钢片进行500~600℃的一遍高温回火。
所述淬火采用RJX-75-9箱式炉加热，保温结束后用4t的淬火压床喷油冷却。所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为350~380℃。
还包括表面氮化热处理工艺，氮化温度为 460 ～ 490℃，气体氮化时间为 8 ～24 小时。
进一步的，还包括弹簧的喷丸强化工艺。所述的弹簧的喷丸强化工艺包括组合喷丸和应力喷丸工艺 ；组合喷丸 ：采用二次喷丸，通过采用不同直径的丸粒喷丸来实现，第一次采用较大丸粒来获得残余压应力和表面光洁度 ；应力喷丸工艺 ：应力喷丸工艺的预应力为750MPa。
实施例五、
一种大型弹簧片的加工工艺，包括以下步骤：3mm板材下料→冲压→修整→粗磨→热处理→精磨→氧化处理→包装。
其中，所述热处理包括高温回火、淬火及中温回火。
所述高温回火是对粗磨后的钢片进行500~600℃的一遍高温回火。
所述淬火采用RJX-75-9箱式炉加热，保温结束后用4t的淬火压床喷油冷却。所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为350~380℃。
还包括表面氮化热处理工艺，氮化温度为 460 ～ 490℃，气体氮化时间为 8 ～24 小时。
进一步的，还包括弹簧的喷丸强化工艺。所述的弹簧的喷丸强化工艺包括组合喷丸和应力喷丸工艺 ；组合喷丸 ：采用二次喷丸，通过采用不同直径的丸粒喷丸来实现，第一次采用较大丸粒来获得残余压应力和表面光洁度 ；应力喷丸工艺 ：应力喷丸工艺的预应力为850MPa。
Claims (8)
1. 一种大型弹簧片的加工工艺，其特征在于 ：包括以下步骤：3mm板材下料→冲压→修整→粗磨→热处理→精磨→氧化处理→包装；其中，所述热处理包括高温回火、淬火及中温回火。
2.根据权利要求1所述的一种大型弹簧片的加工工艺，其特征在于 ：对粗磨后的钢片进行500~600℃的一遍高温回火。
3.根据权利要求2所述的一种大型弹簧片的加工工艺，其特征在于 ：所述淬火采用RJX-75-9箱式炉加热，保温结束后用4t的淬火压床喷油冷却。
4.根据权利要求3所述的一种大型弹簧片的加工工艺，其特征在于，所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为350~380℃。
5.根据权利要求3所述的一种大型弹簧片的加工工艺，其特征在于，所述中温回火采用在RJJ-75-6井式回火炉加热回火，中温回火温度为400~450℃。
6.根据权利要求1~5任一权利要求所述的一种大型弹簧片的加工工艺，其特征在于，还包括表面氮化热处理工艺，氮化温度为 460 ～ 490℃，气体氮化时间为 8 ～24 小时。
7.根据权利要求1~5任一权利要求所述的一种大型弹簧片的加工工艺，其特征在于，还包括弹簧的喷丸强化工艺。
8.按照权利要求7所述的一种大型弹簧片的加工工艺，其特征在于，所述的弹簧的喷丸强化工艺包括组合喷丸和应力喷丸工艺 ；组合喷丸 ：采用二次喷丸，通过采用不同直径的丸粒喷丸来实现，第一次采用较大丸粒来获得残余压应力和表面光洁度 ；应力喷丸工艺 ：应力喷丸工艺的预应力为750～850MPa。
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