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            油淬火-回火彈簧鋼絲

            產品詳細資料

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            油淬火-回火彈簧鋼絲

            摘要:本文簡要介紹了油淬火-回火鋼絲的特性,現行產品標準、產品發展方向;以及產品生產流程和工藝控制要點,為用戶合理選用該類鋼絲牌號,訂購優質產品提供了有用信息。

            油淬火-回火鋼絲產品介紹

            摘要:本文簡要介紹了油淬火-回火鋼絲的特性,現行產品標準、產品發展方向;以及產品生產流程和工藝控制要點,為用戶合理選用該類鋼絲牌號,訂購優質產品提供了有用信息。
            關鍵詞:油淬火-回火處理,預硬化處理,多次回火,在線探傷。
            特殊鋼絲中有一部分產品最終需要在淬火-回火狀態下使用,傳統的做法是金屬制品廠提供冷拉或退火狀態的鋼絲,下游企業將鋼絲制成相應零部件或元件,再進行淬火+回火處理,強韌性達到預定要求后交付使用。因為零部件或元件的尺寸、形狀千變萬化,帶來最終熱處理爐千差萬別,勢必造成生產成本增加,熱處理性能波動加大?,F在逐步演變成:將形狀不復雜、加工成形方便的零部件或元件用鋼絲的淬火+回火處理轉移到金屬制品廠進行,由此形成了一個新品種——淬火-回火鋼絲。

            1. 概況

            油淬火-回火處理:

            指將拉拔到成品尺寸的鋼絲,在連續爐中進行淬火和回火處理,展開的鋼絲首先在連續爐中加熱到完全奧氏體化溫度,然后通過油槽淬火獲得馬氏體組織,再通過連續爐回火,獲得預期的強韌性。油淬火-回火鋼絲平直度好,力學性能的均勻性,制成零部件或元件后只需進行低溫消除應力處理即直接可使用。
            油淬火-回火熱處理爐由張力放線裝置、加熱爐、油淬火槽、回火爐和收線機5個部分組成。常用于碳素彈簧鋼絲、合金彈簧鋼絲、彈性針布鋼絲、合金結構鋼絲和馬氏體不銹鋼絲等成品熱處理,熱處理后鋼絲的顯微組織通常為回火馬氏體、回火托氏體或回火索氏體,具有很高的強度(硬度)、適宜的韌性和良好的挺直性能。

            預硬化處理:

            是一種特殊的油淬火-回火處理,指鋼絲拉拔到成品尺寸后進行油淬火處理,然后根據牌號及使用情況,再進行一次或多次高溫回火處理,使鋼絲的硬度或抗拉強度達到相應級別的要求。常用于冷作模具鋼絲、熱作模具鋼絲和塑料模具鋼絲等成品熱處理。因為此類鋼絲碳和合金元素含量較高,油淬火-回火時必須采用一些特殊的工藝措施:

            ①為保證碳和合金元素充分溶解,必須提高奧氏體化加熱溫度(有的高達1150℃),延長保溫時間;

            ②淬火后鋼絲中殘留奧氏體含量大,為促使殘奧分解確保鋼絲達到預定硬度,必須選用多次回火的方法,回火保溫時間比一般回火要延長數倍到數百倍。

            ③一般淬火-回火處理時,回火的目的是:促進馬氏體轉變成回火馬氏體、回火托氏體、回火索氏體或珠光體,回火后鋼絲的韌性和塑性顯著提高,但抗拉強度和硬度必然有不同幅度的下降。預硬化處理時,回火同樣有促使組織轉變的目的,但同時還具有沉淀硬化效應,鋼中的Fe、Mn和合金元素(Cr、Mo、Ti、V、W、、Al等)的碳化物、氮化物或金屬間化合物(γ'和γ''相)沉淀析出,鋼絲可以做到在韌性和塑性顯著提高的同時,抗拉強度和硬度無明顯下降,甚至有所提高。

            特殊的工藝要求決定了預硬化處理的設備與一般(彈簧鋼絲)油淬火-回火設備有很大不同:彈簧鋼絲通常選用連續爐進行油淬火-回火處理,淬火爐最高使用溫度900℃,回火爐最高使用溫度600℃,爐長相對較短。硬化處理的淬火和一次回火通常也選用連續爐,但爐子的最高使用溫度和爐長均有大幅度的提高。目前世界先進水平的預硬化處理爐,淬火爐最高使用溫度1150℃、有效加熱區長度22m;回火爐最高使用溫度700℃、有效加熱區長度30m。此外,收放線系統可對鋼絲施加一定的、可調整的預張力,以改善鋼絲的抗蠕變和抗應力松弛性能。

            一般說來,預硬化處理爐可以用于油淬火-回火處理,但油淬火-回火爐無法用于預硬化處理。更大的不同是:預硬化處理通常需進行的2次或2次以上的回火,回火保溫時間以小時計算,無法在連續爐中完成,需在周期式退火爐中進行,生產廠可配置不同規格的周期式氣體保護退火爐,為該類鋼絲的研制和開發奠定基礎。

            2. 油淬火-回火彈簧鋼絲

            油淬火-回火彈簧鋼絲金相組織為均勻的回火馬氏體或回火索氏體,各向同性,;在抗拉強度相同條件下,比冷拉鋼絲具有更高的彈性極限,有良好的彈直性能,抗應力松弛性能和抗蠕變性能優于冷拉鋼絲;如要保證松馳率≤6.0%,冷拉碳素鋼絲的最高工作溫度為120℃,油淬火-回火碳素鋼絲的最高工作溫度為150℃,油淬火-回火合金鋼絲50CrV的最高工作溫度為200℃,55CrSi和60Si2MnA的最高工作溫度為250℃,65Si2MnWA的最高工作溫度為350℃。使用油淬火-回火鋼絲繞制的彈簧,經消除應力回火后直接使用,簡化了彈簧廠的生產工藝流程、降低生產成本;與原繞制后再淬火-回火的彈簧相比,彈簧表面脫碳與力學性能均勻性有了根本性改善,疲勞壽命有了數十倍的提高。目前日本的合金彈簧鋼絲標準,已完全用油淬火-回火狀態取代了冷拉狀態。我國近年來中大規格油淬火-回火鋼絲大有取代冷拉鋼絲趨勢。油淬火-回火鋼絲的缺點是處理不當表面氧化、脫碳較重,影響疲勞壽命;鋼絲的氫脆敏感性強,抗應力腐蝕性稍差。

            我國現行標準GB/T18983-2003《油淬火回火彈簧鋼絲》是參照ISO/FDIS8458-3起草的,自2003年實施之日起,代替YB/T5008(原GB2271)《閥門用油淬火-回火鉻釩合金彈簧鋼絲》、YB/T5102(原GB/T4359-85)《閥門油淬火-回火碳素彈簧鋼絲》、YB/T5103(原GB/T4360-85)《油淬火-回火碳素彈簧鋼絲》、YB/T5104(原GB/T4361-85)《油淬火-回火硅錳彈簧鋼絲》、YB/T5105原(GB/T5362-85)《閥門用油淬火-回火鉻硅合金彈簧鋼絲》。目前世界最先進的標準是歐洲標準化委員會2011年10月發布,2012年4月正式實施的新標準:EN 10270-2:2011(E)《機械用彈簧鋼絲—第2部分:油淬火-回火彈簧鋼》。


            油淬火—回火彈簧鋼絲 

            鋼絲的分類、代號、直徑范圍以及與鋼牌號的對應關系

            分類 靜態     中疲勞 高疲勞 常用代表性牌號
             
            抗拉強度
            低強度 FDC TDC VDC 65、70、65Mn
            中強度 FDCrV(A、B) TDCrV(A、B)  VDCrV(A、B) 50CrVA、67CrV
            FDSiMn TDSiMn
            60Si2Mn、60Si2MnA
            高強度  FDCrSi  TDCrSi  VDCrSi 55CrSi、SAE9254V
            直徑范圍 0.5mm~17.0mm 0.5mm~17.0mm 0.5mm~10.0mm
            注1:靜態級鋼絲適用于一般用途彈簧,以FD表示,
            注2:中疲勞級鋼絲適用于離合器彈簧、懸架彈簧、減震螺旋彈簧等,以TD表示。
            注3:高疲勞級鋼絲使用于劇烈運動的場合,例如發動機氣門彈簧、閥門彈簧,以VD表示。

            鋼絲直徑控制范圍
            注:不圓度不大于尺寸允許偏差的一半


            鋼絲表面檢驗
            鋼絲表面光滑,不應有對鋼絲使用可能產生有害影響的劃傷、銹蝕、折疊、結巴等缺陷,允許有最大深度不超過下
            表規定深度的缺陷。VD級、TD級鋼絲不得有全脫碳,但允許有不大于d1.0%的部分半脫碳。                                  

            表面缺陷允許的最大深度

               圖片5
            熱處理
            卷簧后,彈簧應在380℃~420℃之間回火處理,以減輕表面應力,拋丸后應在250℃進行熱壓或消除應力處理。
            交貨狀態
            油淬火-回火
            交貨形式
            鋼絲以線圈形式交貨
             QQ截圖20170731162029

            力學性能                          
            靜態級、中疲勞級力學性能表(同盤強度不大于50MPa)                       
            圖片6
            高疲勞級力學性能表   (同盤強度不大于40MPa)
            圖片7


            油淬火—回火彈簧鋼絲
            材料介紹
            鋼絲牌號55CrSiA、50CrVA,該材料加工性能好,抗拉強度、屈強比和彈減抗力都優于其它鋼材,能承受更高的應力負荷,特別適宜在工作應力振幅高、疲勞性能要求更嚴的彈簧,如汽車發動機氣門彈簧、閥門彈簧、調節彈簧、冷凝器支承彈簧、噴油嘴彈簧和安全閥簧等 。  
            QQ截圖20170731162233


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