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二十一点弹簧丝直径为90毫米的热卷弹簧的加

发布于:2020-04-11 20:53

  本发明涉及一种螺旋弹簧的加工方法,特别是一种弹簧丝直径为90毫米的热卷弹簧的加工方法。

  目前,公知的制造弹簧的弹簧钢材质为60Si2CrVA,料径在60毫米以内,经下料、淬火处理、回火处理等工艺均能达到各种性能指标并能保证金相组织为回火屈氏体。当料径大于φ60毫米时,按现有的常规加工方法很难满足其性能指标,使用油为淬火介质材料无法淬透,心部有少量的贝氏体和索氏体。如使用水为淬火介质又容易产生淬裂现象,会造成极大损失。特别是弹簧丝的料径为φ90毫米的,目前还无法将其加工成螺旋弹簧。在使用过程中,如要增加负荷,只能采用两只或多只弹簧串联或并联的方式,在体积有限的范围内很难解决。以往的作法就是增加产品体积,增加弹簧数量,而体积一定时,增加弹簧数量就成为难以解决的问题。

  本发明的目的是提供一种弹簧丝直径为90毫米的热卷弹簧的加工方法,以增加单个弹簧的承载负荷,克服现有技术的不足。

  a、选料,选用直径为90毫米材质为60Si2CrVA地热轧空冷弹簧钢材;

  c、锻尖,利用锻打方式将弹簧丝的两端头从圆截面过渡到矩型截面,锻打的加热温度为980~1000℃,加热时间为95~105分钟,两端头的加热长度为900~950毫米,锻打后尖长900~1000毫米,尖宽72~82毫米,尖厚22~27毫米,锻打的终止温度为900~920℃。

  d、加热成型,加热温度为980~1000℃,保温时间为115~130分钟,热卷时芯轴直径为315毫米,节距为142~144毫米,工作圈数为3.8,总圈数为5.3,利用卷簧机一次完成入料夹紧,并卷制工作圈和端头成型;

  e、淬火处理,将上步卷制的弹簧进行加热并监控,当弹簧的自身温度达到825~835℃时,将弹簧置入淬火介质中,淬火介质为10%~15%的氯化钠水溶液,弹簧工件在淬火介质中运动时间为32~40秒;

  f、回火处理,加热温度为460~480℃,回火时间280~320分钟,然后空冷;

  本发明的弹簧丝直径为90毫米的热卷弹簧的加工方法,其中所述的回火处理后硬度为HRC45-50,回火后的金相组织为回火屈氏体,脱碳层深度<0.5毫米;所述的强压处理是在卧式强压机上逐件对弹簧进行强压处理,强压负荷48吨,强压次数3次;上述k步骤所述的检验是对每件弹簧作以下项目的检验:弹簧丝直径,弹簧外径,自由高度,工作圈数,总圈数,垂直度,平行度,负荷试验P1=270088N±5%,P2=382200N±5%,立定处理,硬度脱碳检验,金相检验;所述的喷丸处理是在吊挂式抛丸强化清理机上对弹簧进行喷丸强化,丸粒直径为1.2~1.4毫米,喷丸时间为20分钟,每次1件,表面覆盖率为98%~100%,喷丸强度0.4~0.45A;所述的表面处理是对弹簧的表面进行一次铁红底漆处理和二次中灰面漆涂装处理。

  本发明的弹簧丝直径为90毫米的热卷弹簧的加工方法,工艺简单,容易操作,生产成本低,加工的螺旋弹簧承载能力强,在使用过程中,解决了产品体积受到限制时无法增加弹簧个数的难题。

  a、选料,选用直径为90毫米材质为60Si2CrVA的热轧空冷弹簧钢材,材料的化学成份和机械性能需满足GB/T1222标准要求,其尺寸偏差执行GB/T702标准中较高精度的标准。

  b、下料,弹簧丝的下料长度为6235±60毫米,即长度确定为6175毫米或6195毫米或6215毫米或6235毫米或6255毫米或6275毫米或6295毫米。利用乙炔气割的方式进行下料,切割面用手把砂轮修磨,以保证端尖经碾尖、锻打后不出现微裂。

  c、锻尖,利用锻打方式将弹簧丝的两端头从圆截面过渡到矩型截面,锻打加热设备采用燃油式加热炉,锻打的加热温度为980℃或985℃或990℃或995℃或1000℃,即在980~1000℃之间均可;加热时间为95分钟或100分钟或105分钟,即在95~105分钟之间均可;两端头的加热长度为900毫米或910毫米或920毫米或930毫米或940毫米或950毫米,即在900~950毫米之间均可;锻打后尖长为900毫米或950毫米或1000毫米,即在900~1000毫米之间均可;尖宽为72毫米或77毫米或82毫米,即在72~82毫米之间均可;尖厚为22毫米或23毫米或25毫米或27毫米,即在22~27毫米之间均可;锻打的终止温度为900℃或910℃或920℃,即在900~920℃之间均可。

  d、加热成型,加热是在微机控制滚底式电加热炉中进行,加热温度为980℃或985℃或990℃或995℃或1000℃,即在980~1000℃之间均可;保温时间为115分钟或120分钟或125分钟或130分钟,即在115~130分钟之间均可;热卷时芯轴直径为315毫米,节距为142~144毫米,工作圈数为3.8,总圈数为5.3,利用卷簧机一次完成入料夹紧,并卷制工作圈和端头成型,一次卷制成型后卷簧机停止旋转,松开夹紧机构,取出卡爪,卷簧机反向旋转,取下成形的弹簧,此时完成了一件弹簧的加热成型,卷簧成型设备可选用德国制造的AF80/140CNC型卷簧机。

  e、淬火处理,在远红外线智能测温仪的连续监控下对上步卷制的弹簧进行加热并监控,当弹簧的自身温度达到825℃或830℃或835℃时,即在825~835℃之间时,调定的仪器报警器报警,将弹簧置入淬火介质中,淬火介质为10%或15%的氯化钠水溶液,即氯化钠水溶液的浓度在10%~15%之间均可;利用热处理淬火水槽前部的淬火装置进行淬火处理,淬火装置是通过电机旋转带动链轮、链条使淬火装置上下运动,上下运动的距离通过行程开关和可调挡铁,上下运动的时间通过时间继电器可调。90毫米弹簧工件在淬火介质中不停的上下运动,运动时间为32秒或34秒或36秒或38秒或40秒,即在32~40秒之间均可。达到设定的运动时间后,从介质中提出弹簧工件完成淬火工序。

  f、回火处理,弹簧在介质中淬火后,要进行淬火硬度测定,硬度范围HRC>58,然后转入本工序进行回火处理,回火设备选用箱式电炉。加热温度为460℃或470℃或480℃,即在460~480℃之间均可;回火时间为280分钟或290分钟或300分钟或310分钟或320分钟,即在280~320分钟之间均可;以炉到温跳闸后计时,回火后空冷,并检验硬度和金相组织,回火后硬度为HRC45-50,回火后的金相组织为回火屈氏体,脱碳层深度<0.5mm。

  g、作检验热处理质量和稳定弹簧尺寸的强压处理,将弹簧放在卧式强压机上逐件进行强压处理,强压负荷48吨,强压次数为3次。

  h、作保证自由高度和垂直度的磨簧处理,选用卧式磨簧机对弹簧的两端头进行磨削,以保证设定的自由高度和垂直度。

  i、按设计要求测试弹簧负荷,在弹簧的几何尺寸满足设计要求的前提下,进行负荷试验,试验设备选用100T圆柱弹簧测力机,逐件进行。

  j、探伤处理,每件弹簧均进行荧光磁粉探伤,试验设备CJW-1000便携式磁粉探伤机。

  k、检验,对每件弹簧均要进行以下项目的检验:钢丝直径,弹簧外径,自由高度,工作圈数,总圈数,垂直度,平行度,负荷试验P1=270088N±5%,P2=382200N±5%,立定处理,硬度脱碳检验,金相检验。

  l、喷丸处理,在吊挂式抛丸强化清理机上对弹簧进行喷丸强化,丸粒直径确定在1.2~1.4之间,喷丸时间为20分钟,每次1件,表面覆盖率98%~100%,喷丸强度为0.4~0.45A。

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