CN107488821A - 一种具有高屈服强度的油封弹簧及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及弹簧加工技术领域，具体涉及一种具有高屈服强度的油封弹簧及其生产工艺，其原料包含以下组分：铁粉、硅粉、聚丙烯腈基碳纤维、铬粉、碳黑、二氧化锰、钛粉和增强剂；本发明原料中加入的增强剂由钨粉和铝粉组成，钨粉在冶炼过程中能防止金属微小晶粒的成长和聚集，也能促进新相的成核和生长，铝粉在冶炼过程中易生成弥散状态的难融物质，能提供结晶表面，从而钨粉和铝粉相互配合能细化晶粒组织，从而能提高油封弹簧的疲劳强度和屈服强度；原料中加入铬粉和钛粉，相互配合能提高油封弹簧的耐腐蚀性和耐磨性，延长使用寿命；另外，原料中加入钛粉和铝粉也极易燃烧，燃烧过程中放出大量热量，有利于提高冶炼速率。

Description

一种具有高屈服强度的油封弹簧及其生产工艺
技术领域
本发明涉及弹簧加工技术领域，具体涉及一种具有高屈服强度的油封弹簧及其生产工艺。
背景技术
油封弹簧是一种使用于密封件内的环形紧箍弹簧，它的位置处于包胶的骨架内部，是构成密封件的重要部件。当密封件使用一定时间后密封件内的包胶部分会产生疲劳损失，影响密封效果，此时油封弹簧的紧箍力就会对橡胶圈的疲劳损失起补偿作用，使密封件继续保持密封效果，延长密封件的使用寿命。弹簧的失效会导致密封件的失效，甚至导致主机故障或严重事故的产生。仅就汽车行业整车装配油封弹簧的需求来说，全球需求量每年不少于70亿件，随着密封件行业的不断进步，对节能、环保、材料以及使用寿命等都有新的要求。因此，弹簧产品需要强化科技创新，更要选择适应其高端装备制造配套的更高精度技术要求的弹簧。但现有技术依旧存在很多问题，油封弹簧的疲劳强度和屈服强度低，易发生变形；油封弹簧的耐腐蚀性和耐磨性差，使用寿命短。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有高屈服强度的油封弹簧及其生产工艺：原料中加入的增强剂由钨粉和铝粉组成，钨粉在冶炼过程中能防止金属微小晶粒的成长和聚集，也能促进新相的成核和生长，铝粉在冶炼过程中易生成弥散状态的难融物质，能提供结晶表面，从而钨粉和铝粉相互配合能细化晶粒组织，从而能提高油封弹簧的疲劳强度和屈服强度；原料中加入的钨粉与碳黑能形成硬质合金，从而能提高油封弹簧的硬度和抗磨性；原料中加入铬粉和钛粉，相互配合能提高油封弹簧的耐腐蚀性和耐磨性，延长使用寿命；另外，原料中加入钛粉和铝粉极易燃烧，燃烧过程中放出大量热量，也有利于提高冶炼速率。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其原料由按重量份计：铁粉60-70份、硅粉1.2-1.5份、聚丙烯腈基碳纤维1.5-1.8份、铬粉8-10份、碳黑0.5-0.8份、二氧化锰2-5份、钛粉1.1-1.4份和增强剂1.4-1.7份。
优先的，一种具有高屈服强度的油封弹簧，其生产工艺包括以下步骤：
a、先将铁粉、硅粉、聚丙烯腈基碳纤维、铬粉、碳黑、二氧化锰、钛粉和增强剂置于球磨机中进行球磨，然后进行烘干，得到混合组分A；
b、将混合组分A先后置入转炉和钢包精炼炉中进行冶炼和精炼，得到弹簧钢绳；
c、对弹簧钢绳的表面进行酸洗磷化，再进行拉丝和裁剪，得到弹簧钢丝；
d、用卷簧机将弹簧钢丝卷成弹簧状；
e、进行油淬火和回火处理；
f、用接圆机给油封弹簧接圆；
g、进行清洗干燥，再用喷雾器进行喷漆处理。
优先的，所述增强剂由钨粉和铝粉按照质量比2:5混合而成。
优先的，所述聚丙烯腈基碳纤维的直径为20-30nm。
优先的，所述步骤c中的拉丝温度为150℃，所述弹簧钢丝的直径为1mm。
优先的，所述步骤e中油淬火温度为1000℃，回火温度为550℃。
(三)有益效果
1、本发明原料中加入的增强剂由钨粉和铝粉组成，钨粉在冶炼过程中能防止金属微小晶粒的成长和聚集，也能促进新相的成核和生长，铝粉在冶炼过程中易生成弥散状态的难融物质，能提供结晶表面，从而钨粉和铝粉相互配合能细化晶粒组织，从而能提高油封弹簧的疲劳强度和屈服强度；另外，原料中加入的钨粉与碳黑能形成硬质合金，从而能提高油封弹簧的硬度和抗磨性。
2、本发明原料中加入铬粉和钛粉，相互配合能提高油封弹簧的耐腐蚀性和耐磨性，延长使用寿命；另外，原料中加入钛粉和铝粉也极易燃烧，燃烧过程中放出大量热量，有利于提高冶炼速率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其原料由按重量份计：铁粉60份、硅粉1.2份、聚丙烯腈基碳纤维1.6份、铬粉8份、碳黑0.6份、二氧化锰2份、钛粉1.1份和增强剂1.4份。
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其生产工艺包括以下步骤：
a、先将铁粉、硅粉、聚丙烯腈基碳纤维、铬粉、碳黑、二氧化锰、钛粉和增强剂置于球磨机中进行球磨，然后进行烘干，得到混合组分A；
b、将混合组分A先后置入转炉和钢包精炼炉中进行冶炼和精炼，得到弹簧钢绳；
c、对弹簧钢绳的表面进行酸洗磷化，再进行拉丝和裁剪，得到弹簧钢丝；
d、用卷簧机将弹簧钢丝卷成弹簧状；
e、进行油淬火和回火处理；
f、用接圆机给油封弹簧接圆；
g、进行清洗干燥，再用喷雾器进行喷漆处理。
实施例2：
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其原料由按重量份计：铁粉64份、硅粉1.3份、聚丙烯腈基碳纤维1.5份、铬粉8.7份、碳黑0.5份、二氧化锰3份、钛粉1.2份和增强剂1.5份。
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其生产工艺包括以下步骤：
a、先将铁粉、硅粉、聚丙烯腈基碳纤维、铬粉、碳黑、二氧化锰、钛粉和增强剂置于球磨机中进行球磨，然后进行烘干，得到混合组分A；
b、将混合组分A先后置入转炉和钢包精炼炉中进行冶炼和精炼，得到弹簧钢绳；
c、对弹簧钢绳的表面进行酸洗磷化，再进行拉丝和裁剪，得到弹簧钢丝；
d、用卷簧机将弹簧钢丝卷成弹簧状；
e、进行油淬火和回火处理；
f、用接圆机给油封弹簧接圆；
g、进行清洗干燥，再用喷雾器进行喷漆处理。
实施例3：
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其原料由按重量份计：铁粉67份、硅粉1.4份、聚丙烯腈基碳纤维1.8份、铬粉9.3份、碳黑0.8份、二氧化锰4份、钛粉1.3份和增强剂1.6份。
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其生产工艺包括以下步骤：
a、先将铁粉、硅粉、聚丙烯腈基碳纤维、铬粉、碳黑、二氧化锰、钛粉和增强剂置于球磨机中进行球磨，然后进行烘干，得到混合组分A；
b、将混合组分A先后置入转炉和钢包精炼炉中进行冶炼和精炼，得到弹簧钢绳；
c、对弹簧钢绳的表面进行酸洗磷化，再进行拉丝和裁剪，得到弹簧钢丝；
d、用卷簧机将弹簧钢丝卷成弹簧状；
e、进行油淬火和回火处理；
f、用接圆机给油封弹簧接圆；
g、进行清洗干燥，再用喷雾器进行喷漆处理。
实施例4：
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其原料由按重量份计：铁粉70份、硅粉1.5份、聚丙烯腈基碳纤维1.7份、铬粉10份、碳黑0.7份、二氧化锰5份、钛粉1.4份和增强剂1.7份。
一种具有高屈服强度的油封弹簧，其生产工艺包括以下步骤：
a、先将铁粉、硅粉、聚丙烯腈基碳纤维、铬粉、碳黑、二氧化锰、钛粉和增强剂置于球磨机中进行球磨，然后进行烘干，得到混合组分A；
b、将混合组分A先后置入转炉和钢包精炼炉中进行冶炼和精炼，得到弹簧钢绳；
c、对弹簧钢绳的表面进行酸洗磷化，再进行拉丝和裁剪，得到弹簧钢丝；
d、用卷簧机将弹簧钢丝卷成弹簧状；
e、进行油淬火和回火处理；
f、用接圆机给油封弹簧接圆；
g、进行清洗干燥，再用喷雾器进行喷漆处理。
综上，将传统的油封弹簧及其生产工艺作为对照组，采用本发明一种具有高屈服强度的油封弹簧及其生产工艺作为实验组，将对照组与本发明实施例1、2、3和4的所制备的油封弹簧做对比。在相同的条件下，得到各项的指标数据如下表：
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种具有高屈服强度的油封弹簧，其特征在于，其原料由按重量份计：铁粉60-70份、硅粉1.2-1.5份、聚丙烯腈基碳纤维1.5-1.8份、铬粉8-10份、碳黑0.5-0.8份、二氧化锰2-5份、钛粉1.1-1.4份和增强剂1.4-1.7份。
2.如权利要求1所述的一种具有高屈服强度的油封弹簧，其特征在于，其生产工艺包括以下步骤：
a、先将铁粉、硅粉、聚丙烯腈基碳纤维、铬粉、碳黑、二氧化锰、钛粉和增强剂置于球磨机中进行球磨，然后进行烘干，得到混合组分A；
b、将混合组分A先后置入转炉和钢包精炼炉中进行冶炼和精炼，得到弹簧钢绳；
c、对弹簧钢绳的表面进行酸洗磷化，再进行拉丝和裁剪，得到弹簧钢丝；
d、用卷簧机将弹簧钢丝卷成弹簧状；
e、进行油淬火和回火处理；
f、用接圆机给油封弹簧接圆；
g、进行清洗干燥，再用喷雾器进行喷漆处理。
3.如权利要求1所述的一种具有高屈服强度的油封弹簧，其特征在于：所述增强剂由钨粉和铝粉按照质量比2:5混合而成。
4.如权利要求1所述的一种具有高屈服强度的油封弹簧，其特征在于：所述聚丙烯腈基碳纤维的直径为20-30nm。
5.如权利要求2所述的一种具有高屈服强度的油封弹簧的生产工艺，其特征在于：所述步骤c中的拉丝温度为150℃，所述弹簧钢丝的直径为1mm。
6.如权利要求2所述的一种具有高屈服强度的油封弹簧的生产工艺的制备方法，其特征在于：所述步骤e中油淬火温度为1000℃，回火温度为550℃。
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