CN105483541A - 一种耐腐蚀弹簧及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐腐蚀弹簧，该耐腐蚀弹簧中成分为：C，Al,Zn,Si，Mn，S，P，Cr，Ni，Cu，V，Mo，Ti，B，Pd,Pt,W,Ta,Nd,Ce,Eu,Lu，Fe。本发明的耐腐蚀弹簧弹性大，耐腐蚀性能好，使用寿命长。通过本发明的耐腐蚀弹簧的加工工艺，特别是其中的热处理工艺，可控制弹簧横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，并可使簧丝表面层产生与工作应力相反的残余应力，受载时可抵消部分工作应力，增加使用寿命。

Description

一种耐腐蚀弹簧及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种耐腐蚀弹簧及其加工工艺，属于减震装置技术领域。
背景技术
弹簧是一种广泛使用的弹性元件，用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状，其外形多为圆柱形，生产加工可分为冷卷成形和热卷成形，亦作“弹簧”。弹簧为了与其装配空间更好地吻合，也有设计为非圆柱形的，如汽车双质量飞轮用的弹簧为弧形弹簧。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。
弹簧在现在的应用中非常的普遍，各行各业根据不同的用途采用不同强度刚度和使用寿命的弹簧。现有的弹簧在长时间使用后容易腐蚀生锈。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种使用寿命长的种耐腐蚀弹簧。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种耐腐蚀弹簧,所述耐腐蚀弹簧中各成分的质量百分比为：C：0.37-0.52%，Al:1.23-1.46%,Zn:0.75-0.96%,Si：0.43-0.61%，Mn：1.12-1.17%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.11-0.13%，Ni：0.22-0.25%，Cu：0.27-0.35%，V：0.05-0.08%，Mo：0.04-0.07%，Ti：0.17-0.29%，B：0.04-0.08%，Pd：0.03-0.07%,Pt：0.11-0.23%,W：0.41-0.53%,Ta：0.41-0.65%,Nd：0.11-0.23%,Ce：0.01-0.03%,Eu：0.01-0.05%,Lu:0.12-0.16%，余量为Fe。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：（1）本发明的耐腐蚀弹簧由于加入了Al、Zn和Ni，提高了弹簧的耐腐蚀性能；（2）本发明的耐腐蚀弹簧由于加入了Ti，提高了弹簧的结构强度；（3）本发明的耐腐蚀弹簧由于加入了Pd、Pt、W、Ta和Nd等，使得弹簧的耐腐蚀和结构强度，弹性均得到了提高。
上述技术方案的改进是：所述耐腐蚀弹簧中各成分的质量百分比为：C：0.37%，Al:1.24%,Zn:0.76%,Si：0.45%，Mn：1.14%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.11%，Ni：0.23%，Cu：0.28%，V：0.06%，Mo：0.05%，Ti：0.18%，B：0.04%，Pd：0.03%,Pt：0.14%,W：0.42%,Ta：0.45%,Nd：0.13%,Ce：0.01%,Eu：0.02%,Lu:0.14%，余量为Fe。
上述技术方案的改进是：所述耐腐蚀弹簧中各成分的质量百分比为：C：0.52%，Al:1.45%,Zn:0.92%,Si：0.51%，Mn：1.16%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.13%，Ni：0.25%，Cu：0.34%，V：0.08%，Mo：0.07%，Ti：0.26%，B：0.07%，Pd：0.06%,Pt：0.22%,W：0.52%,Ta：0.63%,Nd：0.21%,Ce：0.03%,Eu：0.05%,Lu:0.16%，余量为Fe。
该耐腐蚀弹簧加工工艺,包括以下步骤：
㈠下料：气割原料确定长度，修磨切割面；
㈡锻尖：利用锻打的方式将弹簧丝的两端头从圆截面过渡到矩形截面，锻打温度为1300-1400℃，加热时间为3-5分钟，锻打的终止温度为1000-1180℃；
㈢热卷：将锻尖后的弹簧丝加热到750-1100℃，安照预定的高度、外径和圈数进行热卷，保温时间为40-50分钟；
㈣热处理：采用淬火-加热-回火的热处理工艺，具体热处理工艺为：
淬火：将热卷后的弹簧放入真空淬火炉进行淬火，淬火介质为真空淬火油，控制淬火温度为1150-1170℃，淬火时冷到350-370℃时,取出空冷至室温；
加热：将淬火后的弹簧放入加热炉进行加热，加热温度为900-970℃，加热6-8分钟后停止加热，再采用水冷以9-13℃/s的冷却速率将弹簧水冷至室温；
回火：将加热后的弹簧放入真空回火炉进行回火，控制回火温度为550-570℃，回火时间16-25分钟，然后空冷至室温；
㈤强压处理：把弹簧压至要求高度，停放10—28h，然后放开；
㈥探伤处理；
㈦抛丸处理：将弹簧进行至少4次抛丸处理；
㈧清洗:将弹簧置于浓度为16-18%的氯化钠溶液中，利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波，超声波的频率和声强分别是2KHZ-9MHZ和4-8W/cm2；
㈨退磁及防锈处理。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：（1）本发明的耐腐蚀弹簧弹性大，耐腐蚀性能好，使用寿命长；（2）通过本发明的耐腐蚀弹簧的加工工艺，特别是其中的热处理工艺，可控制弹簧横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，并可使簧丝表面层产生与工作应力相反的残余应力，受载时可抵消部分工作应力，增加使用寿命。
具体实施方式
实施例一
本实施例的耐腐蚀弹簧中各成分的质量百分比为：C：0.37%，Al:1.24%,Zn:0.76%,Si：0.45%，Mn：1.14%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.11%，Ni：0.23%，Cu：0.28%，V：0.06%，Mo：0.05%，Ti：0.18%，B：0.04%，Pd：0.03%,Pt：0.14%,W：0.42%,Ta：0.45%,Nd：0.13%,Ce：0.01%,Eu：0.02%,Lu:0.14%，余量为Fe。
该耐腐蚀弹簧加工工艺,包括以下步骤：
㈠下料：气割原料确定长度，修磨切割面；
㈡锻尖：利用锻打的方式将弹簧丝的两端头从圆截面过渡到矩形截面，锻打温度为1300℃，加热时间为5分钟，锻打的终止温度为1180℃；
㈢热卷：将锻尖后的弹簧丝加热到1050℃，安照预定的高度、外径和圈数进行热卷，保温时间为45分钟；
㈣热处理：采用淬火-加热-回火的热处理工艺，具体热处理工艺为：
淬火：将热卷后的弹簧放入真空淬火炉进行淬火，淬火介质为真空淬火油，控制淬火温度为1150℃，淬火时冷到370℃时,取出空冷至室温；
加热：将淬火后的弹簧放入加热炉进行加热，加热温度为970℃，加热8分钟后停止加热，再采用水冷以13℃/s的冷却速率将弹簧水冷至室温；
回火：将加热后的弹簧放入真空回火炉进行回火，控制回火温度为570℃，回火时间25分钟，然后空冷至室温；
㈤强压处理：把弹簧压至要求高度，停放10—28h，然后放开；
㈥探伤处理；
㈦抛丸处理：将弹簧进行4次抛丸处理；
㈧清洗:将弹簧置于浓度为18%的氯化钠溶液中，利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波，超声波的频率和声强分别是4MHZ和5W/cm2；
㈨退磁及防锈处理。
实施例二
本实施例的耐腐蚀弹簧中各成分的质量百分比为：C：0.52%，Al:1.45%,Zn:0.92%,Si：0.51%，Mn：1.16%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.13%，Ni：0.25%，Cu：0.34%，V：0.08%，Mo：0.07%，Ti：0.26%，B：0.07%，Pd：0.06%,Pt：0.22%,W：0.52%,Ta：0.63%,Nd：0.21%,Ce：0.03%,Eu：0.05%,Lu:0.16%，余量为Fe。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种耐腐蚀弹簧,其特征在于：所述耐腐蚀弹簧中各成分的质量百分比为：C：0.37-0.52%，Al:1.23-1.46%,Zn:0.75-0.96%,Si：0.43-0.61%，Mn：1.12-1.17%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.11-0.13%，Ni：0.22-0.25%，Cu：0.27-0.35%，V：0.05-0.08%，Mo：0.04-0.07%，Ti：0.17-0.29%，B：0.04-0.08%，Pd：0.03-0.07%,Pt：0.11-0.23%,W：0.41-0.53%,Ta：0.41-0.65%,Nd：0.11-0.23%,Ce：0.01-0.03%,Eu：0.01-0.05%,Lu:0.12-0.16%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀弹簧,其特征在于：所述耐腐蚀弹簧中各成分的质量百分比为：C：0.37%，Al:1.24%,Zn:0.76%,Si：0.45%，Mn：1.14%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.11%，Ni：0.23%，Cu：0.28%，V：0.06%，Mo：0.05%，Ti：0.18%，B：0.04%，Pd：0.03%,Pt：0.14%,W：0.42%,Ta：0.45%,Nd：0.13%,Ce：0.01%,Eu：0.02%,Lu:0.14%，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀弹簧,其特征在于：所述耐腐蚀弹簧中各成分的质量百分比为：C：0.52%，Al:1.45%,Zn:0.92%,Si：0.51%，Mn：1.16%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.13%，Ni：0.25%，Cu：0.34%，V：0.08%，Mo：0.07%，Ti：0.26%，B：0.07%，Pd：0.06%,Pt：0.22%,W：0.52%,Ta：0.63%,Nd：0.21%,Ce：0.03%,Eu：0.05%,Lu:0.16%，余量为Fe。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的耐腐蚀弹簧的加工工艺,其特征在于：包括以下步骤：
㈠下料：气割原料确定长度，修磨切割面；
㈡锻尖：利用锻打的方式将弹簧丝的两端头从圆截面过渡到矩形截面，锻打温度为1300-1400℃，加热时间为3-5分钟，锻打的终止温度为1000-1180℃；
㈢热卷：将锻尖后的弹簧丝加热到750-1100℃，安照预定的高度、外径和圈数进行热卷，保温时间为40-50分钟；
㈣热处理：采用淬火-加热-回火的热处理工艺，具体热处理工艺为：
淬火：将热卷后的弹簧放入真空淬火炉进行淬火，淬火介质为真空淬火油，控制淬火温度为1150-1170℃，淬火时冷到350-370℃时,取出空冷至室温；
加热：将淬火后的弹簧放入加热炉进行加热，加热温度为900-970℃，加热6-8分钟后停止加热，再采用水冷以9-13℃/s的冷却速率将弹簧水冷至室温；
回火：将加热后的弹簧放入真空回火炉进行回火，控制回火温度为550-570℃，回火时间16-25分钟，然后空冷至室温；
㈤强压处理：把弹簧压至要求高度，停放10—28h，然后放开；
㈥探伤处理；
㈦抛丸处理：将弹簧进行至少4次抛丸处理；
㈧清洗:将弹簧置于浓度为16-18%的氯化钠溶液中，利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波，超声波的频率和声强分别是2KHZ-9MHZ和4-8W/cm2；
㈨退磁及防锈处理。
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