CN104057002B - 一种压缩弹簧加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及弹簧加工领域，特别是涉及一种压缩弹簧加工工艺,主要包括以下步骤：球化退火—卷制—断面磨削—等温淬火—首次回火—立定处理—再次回火—喷丸强化—工艺压缩—除锈处理，采用卷制前对材料进行球化退火处理步骤，经球化退火处理后的基体硬度降低，便于切削加工，而且在淬火冷却时变形和开裂倾向很小，所制作的压缩弹簧具有高强度、高耐磨性和高韧性、不易变形等特点，工艺流程简单，经济成本低。

Description

一种压缩弹簧加工工艺

技术领域

本发明涉及弹簧加工领域，特别是涉及一种压缩弹簧加工工艺。

背景技术

弹簧是用途广泛的常用零件，主要用于减震、夹紧、储存能量和测力等方面，其特点是去掉外力后，能立即恢复原状。压缩弹簧是承受向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时弹簧收缩变形，储存变形能。压缩弹簧广泛应用于医疗呼吸设备、医疗移动设备、手工工具、家庭护理设备、减震、发动机等领域，由于应用的领域不同，用途不同，所用压缩弹簧强度刚度和使用寿命也不同，因而压缩弹簧的制造工艺也不尽相同。目前，在压缩弹簧加工过程中存在明显的缺陷：即直接下料绕簧时材料难以切削加工，且有明显的皱纹、折线、甚至有小裂纹，且在淬火过程中也容易变形甚至开裂。为解决上述问题，中国专利申请号为201110151134.X的发明公开了一种压缩弹簧加工工艺，包括以下步骤：卷制—断圈—收径—淬火—一次回火—机械性能检查—立定处理—磨削端面—校正弹簧长度、同心度—二次回火—立定处理—一次加温加荷时效处理—精磨端面—检验—喷砂—磁粉探伤—喷砂—表面处理—二次加温加荷时效处理—成品检验，该工艺虽然可以在一定程度上减小弹簧在加工过程中的变形，但效果不很理想，而且仍然不能解决材料难以切削加工的问题，另外该工艺步骤较多，过程太过复杂。

发明内容

为克服上述技术问题的缺陷，本发明提供一种压缩弹簧加工工艺，该工艺能同时解决加工材料难以切削和工件淬火过程容易变形和开裂的问题。

为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种压缩弹簧加工工艺，其特征在于包括以下步骤：球化退火—卷制—断面磨削—等温淬火—首次回火—立定处理—再次回火—喷丸强化—工艺压缩—除锈处理，所述球化退火工艺为：加热至720℃～760℃保温1.5～2小时,接着随炉降温至450～600℃,保温时间1.5～2小时，空气冷却。

优选的，所述等温淬火采用真空淬火或高频淬火任一种方式。

优选的，所述等温淬火温度为740±10℃，保温5～9分钟，然后在10～80℃的油中冷却。

优选的，所述首次回火控制温度为430～550℃，保温45～60分钟；所述再次回火控制温度为400～440℃，保温45～60分钟。

优选的，所述回火采用真空回火或无氧回火。

优选的，所述工艺压缩采用强压处理。

优选的，所述表面处理采用电泳漆电泳生成漆膜。

与现有技术相比，本发明的所取得的有益效果为：本发明提供的压缩弹簧加工工艺，采用卷制前对材料进行球化退火处理步骤，经球化退火处理后的基体硬度降低，便于切削加工，而且在淬火冷却时变形和开裂倾向很小。通过该工艺制作的压缩弹簧具有高强度、高耐磨性和高韧性、不易变形等特点，工艺流程简单，经济成本低。

具体实施方式

一种压缩弹簧加工工艺，包括以下步骤：球化退火—卷制—断面磨削—等温淬火—首次回火—立定处理—再次回火—喷丸强化—工艺压缩—除锈处理。压缩弹簧在生产中，由于下料后直接卷制，原料为片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。所以在弹簧生产中，经常发现在绕簧时钢带不呈圆滑的阿基米得螺线形,而出现明显的皱纹、折线、甚至有小裂纹。

为了解决此问题，在下料后卷制前作球化退火处理。经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。具体工艺如下：加热至720～760℃，保温1～2小时，随炉降至450～600℃，保温1～2小时，空气冷却。采用这一热处理后，材料的金相组织是球状珠光体，这种组织能保证良好的加工性，并在淬火时，对于过热的倾向也很小。该工艺中淬火可以采用真空淬火、高频淬火或真空高频淬火中的任何一种，其中，真空高频淬火方式最优，因为这种方法只对弹簧一定深度的表面强化，而心部基本上保持处理前的组织和性能，因而可获得高强度，高耐磨性和高韧性的综合。因是局部加热，所以能显著减少淬火变形，降减能耗。淬火温度为810～830℃，保温5～9分钟，然后再10～80℃的油中冷却。为了使弹簧具有较高的弹性极限，并保持适当的塑性和冲击韧性，以免在工作时产生残余变形，弹簧在淬火后尽快进行回火，以除去弹簧的内应力。回火方式最好采用真空回火。因为传统的回火方法是硝右槽中回火，其缺点是：盐不易洗干净，易锈蚀，表面出现斑点，表面处理发兰时，斑点去不掉。而采用真空回火，能基本消除了硝石槽回火的缺点。在该工艺中，采用两次回火，首次回火控制温度为430～460℃，保温45～60分钟；再次回火控制温度为400～440℃，保温20～30分钟，空气或水冷却。首次回火是为了消除弹簧淬火过程中产生的内应力，再次回火可以提高弹簧的弹性极限和承受载荷能力，使弹簧具有较高的弹性和强度。

喷丸强化使弹簧表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于弹簧表面压应力的存在，当弹簧承受载荷时可以抵消一部分抗应力，从而提高弹簧的疲劳强度，延长了安全工作寿命。

在工艺压缩步骤中采用强压处理或加温强压处理弹簧，对经五次短压强压处理后,对压缩弹簧高度超上偏差的弹簧,可通过增加短压次数,增大残余变形量,将高度调整在公差范围内,提高合格率,但最多不得超过十次。对高度超下偏差和无法调整到公差范围内的不合格弹簧,可经重新冲压成形、热处理、强压处理的调整制造工艺措施,进一步提高合格率。

弹簧表面处理采用电泳漆电泳生成漆膜。电泳漆处理技术工艺流程简单，处理过程能有效维持弹簧的本身性能，生成的保护漆膜光亮平整、硬度高、附着力强、防腐性能好且耐高温。

以上实施例成果解决了现有技术中存在的材料难于削切、弹簧加工过程中容易变形和裂开的问题，所制作的压缩弹簧具有高强度、高耐磨性和高韧性、不易变形等特点，工艺流程简单，经济成本低。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种压缩弹簧加工工艺，其特征在于包括以下步骤：球化退火—卷制—断面磨削—淬火—首次回火—立定处理—再次回火—喷丸强化—工艺压缩—除锈处理—表面处理—成品，所述球化退火工艺为：加热至720℃～760℃保温1.5～2小时，接着随炉降温至450～600℃，保温时间1.5～2小时，空气冷却。

2.根据权利要求1所述的压缩弹簧加工工艺，其特征在于：所述淬火采用真空淬火或高频淬火任一种方式。

3.根据权利要求1所述的压缩弹簧加工工艺，其特征在于：所述淬火温度为810～830℃，保温5～9分钟，然后在10～80℃的油中冷却。

4.根据权利要求1所述的压缩弹簧加工工艺，其特征在于：所述首次回火控制温度为430～460℃，保温45-60分钟；所述再次回火控制温度为400～440℃，保温45～60分钟。

5.根据权利要求1所述的压缩弹簧加工工艺，其特征在于：所述回火采用真空回火或无氧回火。

6.根据权利要求1所述的压缩弹簧加工工艺，其特征在于：所述工艺压缩采用强压处理。

7.根据权利要求1所述的压缩弹簧加工工艺，其特征在于：所述表面处理采用电泳漆电泳生成漆层。