CN105728601A - 气门弹簧的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气门弹簧的制造工艺，包括：卷簧步骤：将退火态弹簧钢丝进行冷卷，形成气门弹簧的初成品弹簧；淬火步骤：对卷制的初成品弹簧进行淬火；回火步骤：对淬火后的初成品弹簧进行回火；磨簧步骤：对回火后的初成品弹簧的两个端面进行磨削处理；第一次喷丸步骤：对磨簧步骤后的初成品弹簧进行第一喷丸处理；第二次喷丸步骤：对第一次喷丸处理后的初成品弹簧进行第二喷丸处理；压缩步骤：将第二次喷丸处理后的初成品弹簧的高度压缩到规定的高度，形成弹簧成品。与采用油淬钢丝制造气门弹簧的工艺相比，本发明制造成本更低，且能够有效消除弹簧卷制时产生的拉压力。
Description
技术领域
本发明涉及一种气门弹簧的制造工艺。
背景技术
气门弹簧是汽车发动机配气系统中的重要零件,主要起维持配气系统构件中正常接触和促进气阀密封的作用。随着当今能源日趋紧张,汽车正向轻量化、低能耗方向发展，发动机转速高速化要求气门弹簧在更高的工作应力下具备更好的疲劳性能和抗松弛性能。因此，这就对材料本身的强度以及气门弹簧的工艺水平有了更高要求。
目前，气门弹簧用材料大都采用油淬钢丝。油淬钢丝的性能均匀性好，硬度和强度范围较为一致，在冷卷成形后，只需进行消除应力回火。油淬钢丝的生产工艺如下：剥皮→再结晶→酸洗→拉拔→油淬→回火→探伤→包装。采用油淬钢丝生产气门弹簧的制造工艺流程为：卷簧→回火→磨簧→倒角→第一次喷丸→第二次喷丸→压缩→负荷分类→包装。
油淬钢丝的材料成本较高，且在消除应力回火时不能完全消除应力。后续虽然通过喷丸处理消除卷制成型时残余的拉应力，同时施加压应力来提高弹簧本身的强度，但是弹簧成品仍留有较大的卷制残余应力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够有效消除弹簧卷制时产生的拉压力、且制造成本低的气门弹簧制造工艺。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种气门弹簧的制造工艺，包括：
卷簧步骤：将退火态弹簧钢丝进行冷卷，形成气门弹簧的初成品弹簧；
淬火步骤：对卷制的初成品弹簧进行淬火；
回火步骤：对淬火后的初成品弹簧进行回火；
磨簧步骤：对回火后的初成品弹簧的两个端面进行磨削处理；
第一次喷丸步骤：对磨簧步骤后的初成品弹簧进行第一喷丸处理；
第二次喷丸步骤：对第一次喷丸处理后的初成品弹簧进行第二喷丸处理；
压缩步骤：将第二次喷丸处理后的初成品弹簧的高度压缩到规定的高度，形成弹簧成品。
采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：
1、本发明采用了退火态弹簧钢丝生产气门弹簧，退火态弹簧钢丝的材料生产过程比油淬钢丝简单，成本上要低于油淬火钢丝，使得本发明气门弹簧制造工艺的制造成本也比现有的用油淬钢丝生产气门弹簧的工艺更低；此外，由于退火态钢丝的硬度比油淬火钢丝低，因此本发明还具有在卷簧时容易成型、便于卷制的优点；
2、本发明与用油淬钢丝生产气门弹簧的工艺相比，增加了一道淬火工序。其优点在于：一是通过淬火，提高了弹簧的硬度，使弹簧获得更高的强度；二是通过高温热处理，更好地消除了弹簧卷制时产生的拉应力。
附图说明
图1是本发明气门弹簧的制造工艺的一个实施例的工艺流程图。
具体实施方式
为使更清楚理解本发明的性能、特征，下面通过一实施例并结合附图对本发明作详细的说明。
退火态弹簧钢丝的生产工艺为：剥皮→再结晶→酸洗→拉拔→包装。从材料的生产过程对比可以看出，退火态弹簧钢丝的生产工序要比油淬钢丝少了热处理工序（油淬和回火），这导致退火态弹簧钢丝的材料硬度比油淬钢丝低，从而便于卷制；另一方面，由于工序的减少，也降低了材料的生产成本。
请参阅图1。本发明汽车悬架弹簧生产工艺，包括：卷簧步骤S1、淬火步骤S2、回火步骤S3、磨簧步骤S4、倒角步骤S5、第一次喷丸步骤S6、第二次喷丸步骤S7、压缩步骤S8和负荷分类步骤S9。
卷簧步骤S1是通过卷簧机将退火态弹簧钢丝进行冷卷，形成气门弹簧的初成品弹簧。优选地，该退火态弹簧钢丝的国内牌号为55SiCr或60Si2Cr。
淬火步骤S2是对卷制的初成品弹簧进行淬火。将卷制的初成品弹簧放入感应加热炉中进行淬火，加热温度控制在820～1050℃之间。通过高温淬火，可以提高弹簧的强度，同时能消除卷制时产生的拉应力。该感应炉的感应器一般是输入中频或高频交流电的空心铜管，产生交变磁场在初成品弹簧中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于零。
回火步骤S3是对淬火后的初成品弹簧进行回火。淬火后的初成品弹簧被放入网带式回火炉中回火，回火温度控制在400～440℃之间，优选420℃。通过回火可获得所需的力学性能，稳定弹簧的组织和尺寸，以及消除内应力。
磨簧步骤S4是对回火后的初成品弹簧的两个端面进行磨削处理，以满足气门弹簧的装配要求。
倒角步骤S5是对磨削后的初成品弹簧两端的内圈进行倒角，以满足气门弹簧的装配要求。
第一次喷丸步骤S6是对倒角后的初成品弹簧进行第一喷丸处理。
第二次喷丸步骤S7是对第一次喷丸处理后的初成品弹簧进行第二喷丸处理。本发明共采用了两次喷丸，两次喷丸分别通过不同大小的丸粒来进行喷丸。第一次喷丸处理采用较大丸粒来获得残余压应力峰值和深度，第二次喷丸处理采用较小丸粒来提高弹簧表面和次表面残余应力和表面质量。
压缩步骤S8是采用立式压床将第二次喷丸处理后的初成品弹簧的高度压缩到规定的高度，形成弹簧成品。
负荷分类步骤S9是通过在线检测弹簧成品的负荷，将不符合负荷要求的弹簧成品剔除，负荷合格的弹簧成品成为气门弹簧产品。
Claims (7)
1.一种气门弹簧的制造工艺，其特征在于，包括：
卷簧步骤：将退火态弹簧钢丝进行冷卷，形成气门弹簧的初成品弹簧；
淬火步骤：对卷制的初成品弹簧进行淬火；
回火步骤：对淬火后的初成品弹簧进行回火；
磨簧步骤：对回火后的初成品弹簧的两个端面进行磨削处理；
第一次喷丸步骤：对磨簧步骤后的初成品弹簧进行第一喷丸处理；
第二次喷丸步骤：对第一次喷丸处理后的初成品弹簧进行第二喷丸处理；
压缩步骤：将第二次喷丸处理后的初成品弹簧的高度压缩到规定的高度，形成弹簧成品。
2.如权利要求1所述的气门弹簧的制造工艺，其特征在于，还包括在磨簧步骤之后、第一次喷丸步骤之前对初成品弹簧两端的内圈进行倒角的步骤。
3.如权利要求2所述的气门弹簧的制造工艺，其特征在于，还包括对压缩步骤后的弹簧成品进行负荷分类的步骤，该负荷分类的步骤通过在线检测弹簧成品的负荷，将不符合负荷要求的弹簧成品剔除。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的气门弹簧的制造工艺，其特征在于，所述的淬火步骤是：将卷制的初成品弹簧放入感应加热炉中进行淬火，加热温度控制在820～1050℃之间。
5.如权利要求1所述的气门弹簧的制造工艺，其特征在于，所述的回火步骤是：将淬火后的初成品弹簧放入网带式回火炉中回火，回火温度控制在400～440℃之间。
6.如权利要求1所述的气门弹簧的制造工艺，其特征在于，第一次喷丸步骤中所采用的丸粒直径大于第二喷丸步骤所采用的丸粒直径。
7.如权利要求1所述的气门弹簧的制造工艺，其特征在于，所述退火态弹簧钢丝的牌号为55SiCr或60Si2Cr。
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