CN114770039A - 一种高品质弹簧加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及弹簧加工技术领域，尤其为一种高品质弹簧加工工艺，包括以下步骤：S1，将弹簧钢丝进行调质处理，处理结束后，用乙炔气割将弹簧钢丝切割到规定长度并修磨切割面，再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，锻打结束后，将弹簧钢丝送入卷簧机中，卷簧机将弹簧钢丝卷制成弹簧坯体；S2，将弹簧坯体依次进行淬火－加热－一次回火－一次加温加荷时效处理－二次回火－二次加温加荷时效处－定形保压－抛丸处理，抛丸处理完成后，使用磁粉探伤仪和通过弹簧试验机对弹簧进行检验，本发明可以有效解决目前现有生产加工工艺制造出的弹簧品质较低，无法满足使用要求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及弹簧加工技术领域，具体为一种高品质弹簧加工工艺。
背景技术
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件，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，一般用弹簧钢制成，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。
目前现有生产加工工艺制造出的弹簧品质较低，无法满足使用要求。
综上所述，本发明提供一种高品质弹簧加工工艺来解决这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高品质弹簧加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高品质弹簧加工工艺，包括以下步骤：
S1，将弹簧钢丝进行调质处理，处理结束后，用乙炔气割将弹簧钢丝切割到规定长度并修磨切割面，再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，锻打结束后，将弹簧钢丝送入卷簧机中，卷簧机将弹簧钢丝卷制成弹簧坯体；
S2，将弹簧坯体依次进行淬火－加热－一次回火－一次加温加荷时效处理－二次回火－二次加温加荷时效处－定形保压－抛丸处理，抛丸处理完成后，使用磁粉探伤仪和通过弹簧试验机对弹簧进行检验；
S3，对检测合格的弹簧坯体进行清洗处理，清洗完成后，对弹簧坯体进行喷涂处理，喷涂处理完成后，在弹簧坯体外壁面刷涂防锈油并进行包装，得到高品质弹簧成品。
作为本发明优选的方案，所述S1中调质处理的具体操作步骤为将弹簧钢丝加热至700℃～780℃并保温34min～38min，随后在380MPa～430MPa的恒定加载应力下降温至500℃～540℃并保温保压95min～120min。
作为本发明优选的方案，所述S2中淬火处理的具体操作步骤为将弹簧坯体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800℃～880℃，淬火时逐渐降温到500℃～560℃，并保温30min～40min，再取出空冷至室温。
作为本发明优选的方案，所述S2中加热处理的具体操作步骤为将淬火后的弹簧坯体放入加热炉进行加热，加热温度为600℃～680℃，加热16min～18min后停止加热，使弹簧在加热炉内利用余热维持在500℃～530℃并保温15min～20min，将弹簧取出，先使用冷却水以5℃/s～10℃/s的冷却速率将弹簧冷却至室温。
作为本发明优选的方案，所述S2中一次回火的具体操作步骤为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400℃～440℃，回火时间12min～15min，然后采用雾状淬火液以14℃/s～18℃/s的冷却速率将弹簧坯体冷至280℃～300℃，最后空冷至室温；二次回火的具体操作步骤为将经过一次加温加荷时效处理的弹簧坯体再次放入真空回火炉中，控制回火温度为350℃～380℃，保温65min～75min，然后空冷至室温。
作为本发明优选的方案，所述S2中一次加温加荷时效处理为将一次回火处理后的弹簧坯体装在专用夹具上，并且被压至圈与圈相接触，在温度为130℃～140℃下，保温2.5h；二次加温加荷时效处理为将经过二次回火的弹簧坯体装在专用夹具上，并且被压至圈与圈相接触，在温度为95℃～100℃下，保温0.5h～0.75h。
作为本发明优选的方案，所述S2中定型保压时间控制在100min～120min，定型保压的温度为410℃～420℃；抛丸处理的弹丸直径为0.25mm～0.28mm，弹丸速度为50m/s～84m/s，抛丸处理时间为25min～38min；弹簧的检验项目包括外径、自由高度、总圈数、旋向、两端圈间隙、表面质量、负荷F1、负荷F2、垂直度、线径以及永久变形程度。
作为本发明优选的方案，所述S3中清洗处理的具体操作步骤为将弹簧坯体浸入冷水中，并在冷水中通入惰性气体，然后将体系升温至85℃，随后加入碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，启动超声清洗装置，清洗35min，然后再用流水冲洗8～10次，真空烘干。
作为本发明优选的方案，所述S3中喷涂处理的具体操作步骤为先使用静电粉末涂装，静电喷粉后在温度为95℃～98℃下烘制固化，冷却至室温后，再在155℃～160℃进行富锌粉喷涂，再次冷却至室温。
作为本发明优选的方案，所述S1中锻打温度为1100℃～1150℃，锻打的加热时间为10min～13min，锻打的终止温度为980℃～1050℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过对弹簧钢丝进行锻打，使弹簧丝的两端头从圆截面过渡到矩形截面，能够使得弹簧钢丝在卷簧时内侧受到的应力分散，避免弹簧钢丝内侧应力集中，从而提高弹簧钢丝弯曲时的强度，而对弹簧坯体进行一次回火是为了消除弹簧淬火过程中产生的内应力，二次回火可以提高弹簧的弹性极限和承受载荷能力，使弹簧具有较高的弹性和强度，喷丸强化使弹簧表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于弹簧表面压应力的存在，当弹簧承受载荷时可以抵消一部分抗应力，从而提高弹簧的疲劳强度，延长了安全工作寿命，一次加温加荷时效处理和二次加温加荷时效处理能够在保证弹簧的直线度的同时使弹簧的弹性极限和承受载荷的能力有所提高，改善了弹簧性能和提高合格率，从而提高了生产出的弹簧品质。
2、本发明中，通过在喷涂处理前对弹簧坯体进行清洗，能够有效去除弹簧表面的氧化层和杂质，避免对喷涂处理造成影响。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种技术方案：
一种高品质弹簧加工工艺，包括以下步骤：
S1，将弹簧钢丝进行调质处理，处理结束后，用乙炔气割将弹簧钢丝切割到规定长度并修磨切割面，再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，锻打结束后，将弹簧钢丝送入卷簧机中，卷簧机将弹簧钢丝卷制成弹簧坯体；
S2，将弹簧坯体依次进行淬火－加热－一次回火－一次加温加荷时效处理－二次回火－二次加温加荷时效处－定形保压－抛丸处理，抛丸处理完成后，使用磁粉探伤仪和通过弹簧试验机对弹簧进行检验；
S3，对检测合格的弹簧坯体进行清洗处理，清洗完成后，对弹簧坯体进行喷涂处理，喷涂处理完成后，在弹簧坯体外壁面刷涂防锈油并进行包装，得到高品质弹簧成品。
进一步的，S1中调质处理的具体操作步骤为将弹簧钢丝加热至700℃～780℃并保温34min～38min，随后在380MPa～430MPa的恒定加载应力下降温至500℃～540℃并保温保压95min～120min。
进一步的，S2中淬火处理的具体操作步骤为将弹簧坯体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800℃～880℃，淬火时逐渐降温到500℃～560℃，并保温30min～40min，再取出空冷至室温。
进一步的，S2中加热处理的具体操作步骤为将淬火后的弹簧坯体放入加热炉进行加热，加热温度为600℃～680℃，加热16min～18min后停止加热，使弹簧在加热炉内利用余热维持在500℃～530℃并保温15min～20min，将弹簧取出，先使用冷却水以5℃/s～10℃/s的冷却速率将弹簧冷却至室温。
进一步的，S2中一次回火的具体操作步骤为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400℃～440℃，回火时间12min～15min，然后采用雾状淬火液以14℃/s～18℃/s的冷却速率将弹簧坯体冷至280℃～300℃，最后空冷至室温；二次回火的具体操作步骤为将经过一次加温加荷时效处理的弹簧坯体再次放入真空回火炉中，控制回火温度为350℃～380℃，保温65min～75min，然后空冷至室温。
进一步的，S2中一次加温加荷时效处理为将一次回火处理后的弹簧坯体装在专用夹具上，并且被压至圈与圈相接触，在温度为130℃～140℃下，保温2.5h；二次加温加荷时效处理为将经过二次回火的弹簧坯体装在专用夹具上，并且被压至圈与圈相接触，在温度为95℃～100℃下，保温0.5h～0.75h。
进一步的，S2中定型保压时间控制在100min～120min，定型保压的温度为410℃～420℃；抛丸处理的弹丸直径为0.25mm～0.28mm，弹丸速度为50m/s～84m/s，抛丸处理时间为25min～38min；弹簧的检验项目包括外径、自由高度、总圈数、旋向、两端圈间隙、表面质量、负荷F1、负荷F2、垂直度、线径以及永久变形程度。
进一步的，S3中清洗处理的具体操作步骤为将弹簧坯体浸入冷水中，并在冷水中通入惰性气体，然后将体系升温至85℃，随后加入碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，启动超声清洗装置，清洗35min，然后再用流水冲洗8～10次，真空烘干。
进一步的，S3中喷涂处理的具体操作步骤为先使用静电粉末涂装，静电喷粉后在温度为95℃～98℃下烘制固化，冷却至室温后，再在155℃～160℃进行富锌粉喷涂，再次冷却至室温。
进一步的，S1中锻打温度为1100℃～1150℃，锻打的加热时间为10min～13min，锻打的终止温度为980℃～1050℃。
具体实施案例：
将弹簧钢丝加热至700℃并保温34min，随后在380MPa的恒定加载应力下降温至500℃并保温保压95min，使用乙炔气割将弹簧钢丝切割到规定长度并修磨切割面，再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1100℃，锻打的加热时间为10min，锻打的终止温度为980℃，锻打结束后，将弹簧钢丝送入卷簧机中，卷簧机将弹簧钢丝卷制成弹簧坯体；
将弹簧坯体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800℃，淬火时逐渐降温到500℃，并保温30min，再取出空冷至室温，将淬火后的弹簧坯体放入加热炉进行加热，加热温度为600℃，加热18min后停止加热，使弹簧在加热炉内利用余热维持在530℃并保温20min，将弹簧取出，使用冷却水以10℃/s的冷却速率将弹簧冷却至室温，将加热后的弹簧放入真空回火炉进行一次回火，控制回火温度为440℃，回火时间15min，然后采用雾状淬火液以18℃/s的冷却速率将弹簧坯体冷至300℃，最后空冷至室温，将一次回火处理后的弹簧坯体装在专用夹具上，并且被压至圈与圈相接触，在温度为140℃下，保温2.5h，将经过一次加温加荷时效处理的弹簧坯体再次放入真空回火炉中进行二次回火，控制回火温度为380℃，保温65min，然后空冷至室温，将经过二次回火的弹簧坯体装在专用夹具上，并且被压至圈与圈相接触，在温度为95℃下，保温0.5h，对经过二次加温加荷时效处理的弹簧坯体进行定型保压，定型保压时间控制在100min，定型保压的温度为410℃，定型保压结束后，对弹簧坯体进行抛丸处理，弹丸直径为0.28mm，弹丸速度为84m/s，抛丸处理时间为25min，抛丸处理完成后，使用磁粉探伤仪和通过弹簧试验机对弹簧进行检验，弹簧的检验项目包括外径、自由高度、总圈数、旋向、两端圈间隙、表面质量、负荷F1、负荷F2、垂直度、线径以及永久变形程度；
将检测合格的弹簧坯体浸入冷水中，并在冷水中通入惰性气体，然后将体系升温至85℃，随后加入碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，启动超声清洗装置，清洗35min，然后再用流水冲洗8次，真空烘干，先使用静电粉末对烘干后的弹簧坯体进行涂装，静电喷粉后在温度为98℃下烘制固化，冷却至室温后，再在160℃进行富锌粉喷涂，再次冷却至室温，在弹簧坯体外壁面刷涂防锈油并进行包装，得到高品质弹簧成品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将弹簧钢丝进行调质处理，处理结束后，用乙炔气割将弹簧钢丝切割到规定长度并修磨切割面，再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，锻打结束后，将弹簧钢丝送入卷簧机中，卷簧机将弹簧钢丝卷制成弹簧坯体；
S2，将弹簧坯体依次进行淬火－加热－一次回火－一次加温加荷时效处理－二次回火－二次加温加荷时效处－定形保压－抛丸处理，抛丸处理完成后，使用磁粉探伤仪和通过弹簧试验机对弹簧进行检验；
S3，对检测合格的弹簧坯体进行清洗处理，清洗完成后，对弹簧坯体进行喷涂处理，喷涂处理完成后，在弹簧坯体外壁面刷涂防锈油并进行包装，得到高品质弹簧成品。
2.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S1中调质处理的具体操作步骤为将弹簧钢丝加热至700℃～780℃并保温34min～38min，随后在380MPa～430MPa的恒定加载应力下降温至500℃～540℃并保温保压95min～120min。
3.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S2中淬火处理的具体操作步骤为将弹簧坯体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800℃～880℃，淬火时逐渐降温到500℃～560℃，并保温30min～40min，再取出空冷至室温。
4.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S2中加热处理的具体操作步骤为将淬火后的弹簧坯体放入加热炉进行加热，加热温度为600℃～680℃，加热16min～18min后停止加热，使弹簧在加热炉内利用余热维持在500℃～530℃并保温15min～20min，将弹簧取出，先使用冷却水以5℃/s～10℃/s的冷却速率将弹簧冷却至室温。
5.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S2中一次回火的具体操作步骤为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400℃～440℃，回火时间12min～15min，然后采用雾状淬火液以14℃/s～18℃/s的冷却速率将弹簧坯体冷至280℃～300℃，最后空冷至室温；二次回火的具体操作步骤为将经过一次加温加荷时效处理的弹簧坯体再次放入真空回火炉中，控制回火温度为350℃～380℃，保温65min～75min，然后空冷至室温。
6.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S2中一次加温加荷时效处理为将一次回火处理后的弹簧坯体装在专用夹具上，并且被压至圈与圈相接触，在温度为130℃～140℃下，保温2.5h；二次加温加荷时效处理为将经过二次回火的弹簧坯体装在专用夹具上，并且被压至圈与圈相接触，在温度为95℃～100℃下，保温0.5h～0.75h。
7.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S2中定型保压时间控制在100min～120min，定型保压的温度为410℃～420℃；抛丸处理的弹丸直径为0.25mm～0.28mm，弹丸速度为50m/s～84m/s，抛丸处理时间为25min～38min；弹簧的检验项目包括外径、自由高度、总圈数、旋向、两端圈间隙、表面质量、负荷F1、负荷F2、垂直度、线径以及永久变形程度。
8.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S3中清洗处理的具体操作步骤为将弹簧坯体浸入冷水中，并在冷水中通入惰性气体，然后将体系升温至85℃，随后加入碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，启动超声清洗装置，清洗35min，然后再用流水冲洗8～10次，真空烘干。
9.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S3中喷涂处理的具体操作步骤为先使用静电粉末涂装，静电喷粉后在温度为95℃～98℃下烘制固化，冷却至室温后，再在155℃～160℃进行富锌粉喷涂，再次冷却至室温。
10.根据权利要求1所述的一种高品质弹簧加工工艺，其特征在于：所述S1中锻打温度为1100℃～1150℃，锻打的加热时间为10min～13min，锻打的终止温度为980℃～1050℃。
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