CN108115062A - 一种扭压簧加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扭压簧加工工艺，属于扭压簧加工领域。本发明的扭压簧加工工艺，首先进行扭压簧绕制成形，绕制后扭压簧的扭腿夹角大于设计角度2°～9°；在(420±10)℃下定型回火60～70min；之后在(870±10)℃下淬火处理50～60min；再对步骤3)淬火后的超差扭压簧进行矫正处理；然后在(440±10)℃下回火120～130min；最后强力扭转至扭腿夹角达到工作角度、轴向强压至工作尺寸，载荷持续时间48h以上。采用本发明的扭压簧加工工艺得到的产品，力学性能达到1500MPa≤Rm≤1700MPa。

Description

一种扭压簧加工工艺

技术领域

本发明涉及一种扭压簧加工工艺，属于扭压簧加工领域。

背景技术

扭压簧是在弹性范围内工作，不允许产生永久的塑性变形，因而要求扭压簧有很高的弹性极限、屈服强度和抗拉强度。扭压簧表面质量对使用寿命影响很大，因为微小的表面缺陷(如脱碳、裂纹、夹杂、斑疤等)即可产生应力集中，使扭压簧的疲劳强度下降。

某装置用扭压簧材料选用φ3、φ4的60Si2MnA扭压簧钢丝，最终性能要求为1500MPa≤Rm≤1700MPa。供货状态为冷拉(WCD)，钢丝Rm≤980MPa。与常规扭压簧中扭簧工作状态仅承受扭力，压簧工作状态仅承受压力不同，此种扭压簧在实际工作状态同时承受扭力、压力两种载荷，火箭弹飞行中，靠扭压簧弹力将翼片展开。

国内外，制造扭压簧采用冷拉状态经过冷成形工艺制作的扭压簧，成形后只进行去应力退火。此外，扭压簧在使用过程中的失效形式主要有疲劳断裂和应力松弛，提高扭压簧的抗应力松弛能力通常通过热强压或冷强压来解决，即将扭压簧放在特定装置上，加压至超过弹性极限后固定，然后在某一温度下保持适当时间后，取出卸载。

选用热成型和退火态材料冷卷的扭压簧才需进行淬火回火处理。淬火温度根据扭压簧材料的临界温度而定。传统工艺淬火后回火进行两次，先进行矫正回火，矫正回火温度低于最终回火温度，然后进行定形回火。

此种扭压簧承受扭力、压力两种载荷，称为扭压簧，最终性能通过冷作硬化无法达到，需要经过淬火、回火热处理。热处理后仅进行热强压或冷态强压检验均不能模拟产品实际应用状态。

发明内容

本发明的目的为了对扭压簧力学性能及弹性等综合性能进一步提高，模拟扭压簧实际工作状态同时承受扭力、压力两种载荷使扭压簧塑性变形预先发生，为此提供一种扭压簧加工工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种扭压簧加工工艺，具体工艺步骤如下：

1)采用自动绕簧机进行扭压簧绕制成形，绕制后扭压簧扭腿夹角β满足：

β＝α+(2°～9°)

其中：α为扭压簧产品扭腿夹角的设计角度；

2)将步骤1)绕制成形的扭压簧在(420±10)℃下定型回火60～70min；

3)将步骤2)回火后的扭压簧(870±10)℃下淬火处理50～60min；

4)对步骤3)淬火后的超差扭压簧进行矫正处理，具体处理过程为：

a)当淬火后扭压簧扭腿夹角γ＞α+(5°～8°)时，通过施加载荷的方式使扭压簧预压至扭腿夹角变为α；

b)当淬火后扭压簧扭腿夹角γ＜α-(2°～3°)时，通过施加载荷的方式使扭压簧预撑至扭腿夹角变为β；

c)当淬火后扭压簧扭腿夹角α-(2°～3°)≤γ≤α+(5°～8°)时，无需矫正处理；

5)将经过步骤4)矫正处理后的扭压簧保持预加载荷状态进行回火，未矫正的扭压簧直接进行回火，回火温度(440±10)℃,保温时间120～130min；回火后卸除预加载荷，恢复自由状态；

6)将经过步骤4)回火处理后的扭压簧，强力扭转至扭腿夹角达到工作角度、轴向强压至工作尺寸，载荷持续时间48h以上，处理完成。

有益效果：

采用本发明的扭压簧加工工艺得到的产品，通过带同状态随炉试样执行GB/T228.1-2010进行拉伸试验，扭压簧力学性能为1500MPa≤Rm≤1700MPa，在淬火、回火后对扭压簧进行预加压力、扭力载荷，模拟产品使用状态，进行强压强扭处理，使扭压簧塑性变形预先发生，从而避免服役中影响弹性及尺寸精度，本发明的扭压簧加工工艺提高了扭压簧的加工质量和加工效率，降低成本，实现批量化生产。

附图说明

图1为实施例加工扭压簧产品的轴向视图；

图2为矫正处理步骤采用的预压支撑状态图；

图3为矫正处理步骤采用的预撑支撑状态图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步描述。

实施例

以采用本发明扭压簧加工工艺压制某型号扭压簧为例，该扭压簧产品的高度要求为85mm，扭腿夹角设计尺寸为50°±5°，如图1所示，具体工艺步骤如下：

1)采用φ4的60Si2Mn冷拉钢丝用自动绕簧机进行扭压簧绕制成形，要求节距均匀，外观平直，绕制成形控制角度为52°～59°

2)扭压簧自由状态进行定型回火。温度420℃,保温时间70min。

3)扭压簧进行淬火处理。淬火设备选用双室油淬气冷真空炉，预热温度600℃，时间60min，淬火温度选用870℃，保温时间50min，淬火介质选用真空淬火油。

4)对步骤3)淬火后的超差扭压簧进行矫正处理，具体处理过程为：

a)当淬火后扭压簧扭腿夹角γ＞58°时，采用固定角度为50°的支撑轴结构对扭压簧预压支撑，如图2所示；

b)当淬火后扭压簧扭腿夹角γ＜47°时，采用固定角度为55°的支撑轴结构对扭压簧预撑支撑，如图3所示；

c)当淬火后扭压簧扭腿夹角47°≤γ≤58°时，无需矫正处理；

5)将经过步骤4)矫正处理后的扭压簧保持预加载荷状态进行回火，未矫正的扭压簧直接进行回火，回火温度440℃,保温时间130min；回火后卸除预加载荷，恢复自由状态。

6)将经过步骤4)回火处理后的扭压簧，强力扭转至扭腿夹角达到工作角度、轴向强压至工作尺寸，载荷持续时间72h，处理完成。

将按照实施例加工工艺加工的12批次产品带同状态随炉试样执行GB/T228.1-2010进行拉伸试验完成力学性能检测，得到结果如下表：

批次	数量	性能结果(MPa)
			1	168	1522～1592
2	168	1576～1620
			3	168	1560～1607
4	168	1588～1619
			5	168	1573～1624
6	168	1587～1680
			7	168	1616～1625
8	168	1615～1653
			9	168	1595～1646
10	168	1601～1638
			11	168	1576～1638
12	168	1605～1648

Claims (1)

1.一种扭压簧加工工艺，其特征是具体工艺步骤如下：

1)采用自动绕簧机进行弹簧绕制成形，绕制后扭压簧扭腿夹角β满足：

β＝α+(2°～9°)

其中：α为扭压簧产品扭腿夹角的设计角度；

2)将步骤1)绕制成形的扭压簧在(420±10)℃下定型回火60～70min；

3)将步骤2)回火后的扭压簧(870±10)℃下淬火处理50～60min；

4)对步骤3)淬火后的超差扭压簧进行矫正处理，具体处理过程为：

a)当淬火后扭压簧扭腿夹角γ＞α+(5°～8°)时，通过施加载荷的方式使扭压簧预压至扭腿夹角变为α；

b)当淬火后扭压簧扭腿夹角γ＜α-(2°～3°)时，通过施加载荷的方式使扭压簧预撑至扭腿夹角变为β；

c)当淬火后扭压簧扭腿夹角α-(2°～3°)≤γ≤α+(5°～8°)时，无需矫正处理；

5)将经过步骤4)矫正处理后的扭压簧保持预加载荷状态进行回火，未矫正的扭压簧直接进行回火，回火温度(440±10)℃,保温时间120～130min；回火后卸除预加载荷，恢复自由状态；

6)将经过步骤4)回火处理后的扭压簧，强力扭转至扭腿夹角达到工作角度、轴向强压至工作尺寸，载荷持续时间48h以上，处理完成。