CN103194588A - 一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，所述热处理工艺包括下料、电火花打基孔、线切割成型、钳工校正、热处理、性能测试与表面处理，在热处理的淬火时，65Mn弹簧垫圈先进行预热，所述预热是指将65Mn弹簧垫圈放入预先加热好的淬火工装内；先将淬火炉升温，然后向淬火炉内加入木炭，然后将淬火工装放入淬火炉内恒温，取出淬火工装，将65Mn弹簧垫圈放入淬火工装内，保温后立即进行淬火；在65Mn弹簧垫圈放入淬火工装前，在65Mn弹簧垫圈的表面涂刷防氧化脱碳涂料。本发明通过在淬火炉内加入木炭以产生保护气体与在弹簧垫圈表面涂刷防氧化脱碳涂料来防止氧化脱碳，同时保证弹簧垫圈所需的性能。

Description

一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺
技术领域
本发明涉及65Mn弹簧钢的热处理工艺，尤其涉及一种提高65Mn弹簧垫圈质量稳定性的65Mn弹簧垫圈的热处理工艺。
 
背景技术
弹簧是重要的通用性基础零件，应用非常广泛。影响弹簧质量的因素是多方面的，而热处理对弹簧的各种性能及其使用寿命都有着重要的影响。弹簧垫圈常采用65Mn弹簧钢带制造， 要求其具有较高的弹性极限、屈服强度和疲劳强度，因此对热处理技术要求较高，必须保证具有一定的形状精度和弹力性能要求。生产中经常出现试块的硬度值合格，但弹簧垫圈的弹性指标却不够稳定的现象，因此热处理工程师都在探索合适的弹簧钢的热处理工艺。
传统热处理工艺采用箱式电阻炉加热，在淬火炉中加入渗碳剂后对弹簧垫圈进行保护加热，淬火时加热，保温，油冷；回火采用箱式电阻炉或井式电阻炉加热，加热，保温，油冷；然而，生产出来的弹簧垫圈表面都会发生一定程度的脱碳现象。
中国专利公开号CN 101418369 A，公开日2009年4月29日，名称为异性钢板弹簧的热处理方法及模具，该申请案公开了一种异性钢板弹簧的热处理方法及模具，1、是将有直定位销孔的钢板弹簧整体加热至900℃，2、用压弯模具将常温热处理过的定位销压入定位销孔，并将钢板弹簧预压成型，3、再把保持在850℃的钢板弹簧放入淬火夹头整形，4、把整形好的钢板弹簧整体入油回火成品；其中定位销是一端设有定位圆柱，另一端依次设有圆柱台阶和内圆锥台阶；模具是上模板有凸面上模，下模板和凸面模具间设有弹簧顶杆，顶杆外设有压销定位座。其不足之处在于，生产出来的弹簧表面会发生一定程度的脱碳现象。
 
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有生产出来的弹簧垫圈表面都会发生一定程度的脱碳现象的缺陷而提供一种提高65Mn弹簧垫圈质量稳定性的65Mn弹簧垫圈的热处理工艺。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，所述热处理工艺包括下料、电火花打基孔、线切割成型、钳工校正、热处理、性能测试与表面处理，所述热处理包括淬火与回火，在热处理的淬火时，65Mn弹簧垫圈先进行预热，所述预热是指将65Mn弹簧垫圈放入预先加热好的淬火工装内；先将淬火炉的温度升至820-840℃，然后向淬火炉内加入木炭，恒温10-15min，然后将淬火工装放入淬火炉内恒温30-40min，取出淬火工装，将65Mn弹簧垫圈放入淬火工装内，保温10-15min后立即进行淬火；在65Mn弹簧垫圈放入淬火工装前，在65Mn弹簧垫圈的表面涂刷防氧化脱碳涂料。在本技术方案中，在65Mn弹簧垫圈淬火前先将淬火炉的温度820-840℃，然后向淬火炉内加入木炭，使木炭将淬火炉内的氧气充分反应，生产二氧化碳或一氧化碳以作保护气体，减少65Mn弹簧垫圈在淬火时氧化脱碳的趋势；本发明所用的防氧化脱碳涂料主要成分是碳化硅质量分数5-10%、二氧化硅质量分数30-35%、氧化铝质量分数15-25%，其余为水和黏结剂，其作用机制分为化学反应和熔膜屏蔽两方面，化学反应是指碳化硅与氧气反应生成二氧化硅与二氧化碳或二氧化硅与碳，防氧化脱碳涂料在一定时间内吸收了淬火炉内的氧而造成弹簧垫圈表面环境缺氧，达到保护弹簧垫圈不被氧化的目的，同时生成的活性碳原子沉积并渗入弹簧垫圈内，起到防止或减轻脱碳的作用。
而在淬火前，在65Mn弹簧垫圈表面涂刷防氧化脱碳涂料，是为了使65Mn弹簧垫圈在淬火过程中，与氧气隔离，进一步减少氧化脱碳的趋势。
作为优选，65Mn弹簧垫圈进行淬火时，保温时间为5-10min。在本技术方案中，缩短65Mn弹簧垫圈在淬火炉内的加热时间，从而减少65Mn弹簧垫圈的氧化脱碳。
作为优选，木炭在加入淬火炉前先进行粉碎，粒度范围为200-300目。在本技术方案中，木炭先进行粉碎，使得木炭在加入淬火炉后，尽快与炉内的氧气充分反应，减少炉内的氧气含量。
作为优选，每炉淬火炉中木炭的加入量为8-12kg。
作为优选，65Mn弹簧垫圈淬火结束后，对65Mn弹簧垫圈进行油冷至表面温度为50-80℃后，然后进行回火处理，回火温度为390-410℃，回火时间1.5-2h，回火完成后，将65Mn弹簧垫圈吊出放入油槽内冷却至室温。在本技术方案中，为了保证弹簧垫圈的性能，在淬火后进行回火步骤。
本发明的有益效果是，本发明通过在淬火炉内加入木炭以产生保护气体与在弹簧垫圈表面涂刷防氧化脱碳涂料来防止氧化脱碳，同时保证弹簧垫圈所需的性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步的解释：
防氧化脱碳涂料购自洛阳市华伟热处理材料有限公司，型号为FYT。
实施例1
一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，所述热处理工艺包括下料、电火花打基孔、线切割成型、钳工校正、热处理、性能测试与表面处理，所述热处理包括淬火与回火，其中，在热处理的淬火时，在热处理的淬火时，65Mn弹簧垫圈先进行预热，所述预热是指将65Mn弹簧垫圈放入预先加热好的淬火工装内；先将淬火炉的温度升至820℃，然后向淬火炉内加入木炭，木炭在加入淬火炉前先进行粉碎，粒度范围为200目，木炭的加入量为8kg，恒温10min；然后将淬火工装放入淬火炉内恒温30min，取出淬火工装，将65Mn弹簧垫圈放入淬火工装内，保温10min后立即进行淬火，淬火保温时间5min；在65Mn弹簧垫圈放入淬火工装前，在65Mn弹簧垫圈的表面涂刷防氧化脱碳涂料；淬火结束后，将65Mn弹簧垫圈进行油冷至表面温度为50℃后，然后进行回火处理，回火温度为390℃，回火时间1.5h，回火完成后，将65Mn弹簧垫圈吊出放入油槽内冷却至室温。
 
实施例2
一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，所述热处理工艺包括下料、电火花打基孔、线切割成型、钳工校正、热处理、性能测试与表面处理，所述热处理包括淬火与回火，其中，在热处理的淬火时，65Mn弹簧垫圈先进行预热，所述预热是指将65Mn弹簧垫圈放入预先加热好的淬火工装内；先将淬火炉的温度升至830℃，然后向淬火炉内加入木炭，木炭在加入淬火炉前先进行粉碎，粒度范围为250目，木炭的加入量为10kg，恒温12min，然后将淬火工装放入淬火炉内恒温35min，取出淬火工装，将65Mn弹簧垫圈放入淬火工装内，保温12min后立即进行淬火，淬火保温时间为8min；在65Mn弹簧垫圈放入淬火工装前，在65Mn弹簧垫圈的表面涂刷防氧化脱碳涂料；淬火结束后，对65Mn弹簧垫圈进行油冷至表面温度为60℃后，然后进行回火处理，回火温度为400℃，回火时间1.8h，回火完成后，将65Mn弹簧垫圈吊出放入油槽内冷却至室温。
 
实施例3
一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，所述热处理工艺包括下料、电火花打基孔、线切割成型、钳工校正、热处理、性能测试与表面处理，所述热处理包括淬火与回火，其中，在热处理的淬火时，65Mn弹簧垫圈先进行预热，所述预热是指将65Mn弹簧垫圈放入预先加热好的淬火工装内；先将淬火炉的温度升至840℃，然后向淬火炉内加入木炭，木炭在加入淬火炉前先进行粉碎，粒度范围为300目，木炭的加入量为12kg，恒温15min，然后将淬火工装放入淬火炉内恒温40min，取出淬火工装，将65Mn弹簧垫圈放入淬火工装内，保温15min后立即进行淬火，淬火保温时间为10min；在65Mn弹簧垫圈放入淬火工装前，在65Mn弹簧垫圈的表面涂刷防氧化脱碳涂料。淬火结束后，对65Mn弹簧垫圈进行油冷至表面温度为80℃后，然后进行回火处理，回火温度为410℃，回火时间2h，回火完成后，将65Mn弹簧垫圈吊出放入油槽内冷却至室温。
对比例1，在热处理时，在65Mn弹簧垫圈表面涂刷渗碳剂。
对比例2，在热处理时，淬火保温时间30min。
对实施例1-3制得的65Mn弹簧垫圈与对比例1与对比例2制得的65Mn弹簧垫圈测试硬度，然后进行300N的强压处理，测试弹簧垫圈的尺寸和压平力，结果见下表：
表1、测试结果
  实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
硬度/HRC 45 46 44 39 37
尺寸/mm 0.75 0.72 0.69 0.51 0.49
压平力/N 10 9 11 6 5
合格率/% 92 93 91 50 48
脱碳层厚度/mm 0.03 0.05 0.045 0.12 0.14
从表1可以看出，本发明所制得的弹簧垫圈在性能上得到保证，同时防止在热处理过程中的氧化脱碳。

Claims (5)

1. 一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，所述热处理工艺包括下料、电火花打基孔、线切割成型、钳工校正、热处理、性能测试与表面处理，所述热处理包括淬火与回火，其特征在于，在热处理的淬火时，65Mn弹簧垫圈先进行预热，所述预热是指将65Mn弹簧垫圈放入预先加热好的淬火工装内；先将淬火炉的温度升至820-840℃，然后向淬火炉内加入木炭，恒温10-15min，然后将淬火工装放入淬火炉内恒温30-40min，取出淬火工装，将65Mn弹簧垫圈放入淬火工装内，保温10-15min后立即进行淬火；在65Mn弹簧垫圈放入淬火工装前，在65Mn弹簧垫圈的表面涂刷防氧化脱碳涂料。
2.根据权利要求1所述的一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，其特征在于，65Mn弹簧垫圈进行淬火时，保温时间为5-10min。
3.根据权利要求1所述的一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，其特征在于，木炭在加入淬火炉前先进行粉碎，粒度范围为200-300目。
4.根据权利要求1或3所述的一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，其特征在于，每炉淬火炉中木炭的加入量为8-12kg。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种65Mn弹簧垫圈的热处理工艺，其特征在于，65Mn弹簧垫圈淬火结束后，对65Mn弹簧垫圈进行油冷至表面温度为50-80℃后，然后进行回火处理，回火温度为390-410℃，回火时间1.5-2h，回火完成后，将65Mn弹簧垫圈吊出放入油槽内冷却至室温。
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