CN105033123A - 弹簧丝直径 12~45mm 的热卷钛弹簧的加工方法 - Google Patents

弹簧丝直径 12~45mm 的热卷钛弹簧的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种弹簧丝直径12~45mm的热卷钛弹簧的加工方法,工序如下:选材→下料→卷制加热→卷制成型→平台整形→淬火(水)→时效处理→粗磨→立定处理→表面处理→精磨→性能检验→探伤。本加工方法操作简单,成本低,可以解决钢弹簧限制1~4个工作参数不变时,减轻重量30%~40%,提高耐腐蚀性等难题。

Description

弹簧丝直径 12~45mm 的热卷钛弹簧的加工方法
技术领域
本发明涉及钛弹簧热加工方法,尤其是一种弹簧丝直径12~45mm的热卷钛弹簧的加工方法。
背景技术
目前,公知用于制造钛弹簧的材料牌号是TB9和LCBFTB29,而且是用线材制造弹簧,国内用其他牌号β钛合金热卷钛弹簧是空白。国内弹簧钢发展已经遇到瓶颈,在产品应用遇到需减轻重量或提高耐腐蚀难题时,钢弹簧仅能微调结构减重2~3kg,尤其轨道交通领域弹簧已经发展到瓶颈。钢弹簧需保证一定的工作参数不变时,需减重或提高耐蚀性是难以解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供弹簧丝直径12~45mm的热卷钛弹簧的加工方法,可以解决钢弹簧限制1~4个工作参数不变时,减轻重量30%~40%,提高耐腐蚀性等难题,克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是:
一种弹簧丝直径12~45mm的热卷钛弹簧的加工方法,包括如下步骤:
a、选材,选用直径12~45mm,材质为高强度β钛合金的热轧固溶处理后的棒材;
b、下料,利用4240带锯确定长度,并修磨切割面;
c、卷制加热,加热温度700~830℃,保温时间30~120min;加热温度750~850℃,保温时间30~90min;
d、卷制成型,芯轴直径65~200mm,有效圈≥2圈,总圈数≥3.5圈,利用卷簧机一次成型;
e、平台整形,利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀;
f、淬火,将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止;
g、时效处理,时效温度450~650℃,时效时间8~10h,然后空冷;时效温度400~650℃,时效时间6~20h,然后空冷;
h、粗磨,利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨;
i、立定处理,检验弹簧热处理质量和稳定尺寸;
j、表面处理,去除表面杂质和提供表面残余应力;
k、精磨,保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度;
l、性能检验,按设计要求测试弹簧负荷;
m、探伤,用超声波探伤方法对弹簧进行探伤。
弹簧丝直径12~45mm的热卷钛弹簧的加工方法,其中所述步骤a高强度β钛合金为TB3和TB6;步骤c和g需对其加热设备进行清炉处理。
本发明的优点是:操作简单,成本低,可以解决钢弹簧限制1~4个工作参数不变时,减轻重量30%~40%,提高耐腐蚀性等难题。
具体实施方式
实施例1
a、选材,选用直径43mm材质为高强度β钛合金的热轧固溶处理后的棒材,其尺寸偏差执行GB/T2965标准;
b、下料,下料长度为3000+30mm,其长度确定为3010mm或3015mm或3020mm或3025mm或3030mm,利用4240带锯确定长度,并修磨切割面;
c、卷制加热,加热前需对加热炉进行清炉,加热温度800℃或810℃或830℃,即在800~830℃之间均可;保温时间30min或40min或50min或60min,即在30~60min之间均可;
d、卷制成型,芯轴直径195mm,工作圈数2.5,总圈数4.0,利用卷簧机一次完成卷制成型;
e、平台整形,利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀;
f、淬火,将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止;
g、时效处理,时效温度500℃或510℃或520℃或530℃或540℃或550℃,即在500~550℃之间均可;时效时间8h或9h或10h,即在8~10h之间均可,然后空冷;
h、粗磨,利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨;
i、立定处理,检验弹簧热处理质量和稳定尺寸,将弹簧放在立式油压机上进行立定处理,强压次数6次;
k、精磨,保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度,自由高305±2,平面度≤0.5,垂直度≤0.5;
l、性能检验,按设计要求测试弹簧负荷,同时检验弹簧丝直径,旋向,有效圈数,自由高度等;
m、探伤,用超声波探伤方法对弹簧进行探伤,探伤级别按GB/T5193中A级执行。
实施例2
a、选材,选用直径32mm材质为高强度β钛合金的热轧固溶处理后的棒材,其尺寸偏差执行GB/T2965标准;
b、下料,下料长度为2800+30mm,其长度确定为2810mm或2815mm或2820mm或2825mm或2830mm,利用4240带锯确定长度,并修磨切割面;
c、卷制加热,加热前需对加热炉进行清炉,加热温度750℃或760℃或780℃,即在750~780℃之间均可;保温时间60min或70min或80min或90min,即在60~90min之间均可;
d、卷制成型,芯轴直径115mm,工作圈数4.5,总圈数6.0,利用卷簧机一次完成卷制成型;
e、平台整形,利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀;
f、淬火,将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止;
g、时效处理,时效温度480℃或490℃或500℃或510℃,即在480~510℃之间均可;时效时间10h或11h或12h或13h或14h或15h或16h,即在10~16h之间均可,然后空冷;
h、粗磨,利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨;
i、立定处理,检验弹簧热处理质量和稳定尺寸,将弹簧放在立式油压机上进行立定处理,强压次数3次;
k、精磨,保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度,自由高303.3±2,平面度≤0.5,垂直度≤0.5;
l、性能检验,按设计要求测试弹簧负荷,同时检验弹簧丝直径,旋向,有效圈数,自由高度等;
m、探伤,用超声波探伤方法对弹簧进行探伤,探伤级别按GB/T5193中A级执行。

Claims (2)

1.弹簧丝直径12~45mm的热卷钛弹簧的加工方法,其特征是,包括如下步骤:
a、选材,选用直径12~45mm材质为高强度β钛合金的热轧固溶处理后的棒材;
b、下料,利用4240带锯确定长度,并修磨切割面;
c、卷制加热,加热温度700~830℃,保温时间30~120min;加热温度750~850℃,保温时间30~90min;
d、卷制成型,芯轴直径65~200mm,有效圈≥2圈,总圈数≥3.5圈,利用卷簧机一次成型;
e、平台整形,利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀;
f、淬火,将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止;
g、时效处理,时效温度450~650℃,时效时间8~10h,然后空冷;时效温度400~650℃,时效时间6~20h,然后空冷;
h、粗磨,利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨;
i、立定处理,检验弹簧热处理质量和稳定尺寸;
j、表面处理,去除表面杂质和提供表面残余应力;
k、精磨,保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度;
l、性能检验,按设计要求测试弹簧负荷;
m、探伤,用超声波探伤方法对弹簧进行探伤。
2.根据权利要求1所述的弹簧丝直径12~45mm的热卷钛弹簧的加工方法,其特征是:
上述步骤a高强度β钛合金为TB3和TB6;上述步骤c和g需对其加热设备进行清炉处理。
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