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弹簧钢及热处理-弹簧热处理
来源：www.fsth88.com 作者：旭佳创弹簧厂 日期：2011/9/8 17:24:16 浏览次数：16685
气氛的炉内进行加热，以防止表面严重氧化脱碳。退火组织应为球状珠光体。硬度约在180HBW左右。
3．1．2正火
对于某些弹簧，如汽车扭杆弹簧，在热加工时容易引起组织和性能不均匀，残留较大的内应力。采用正火可以使弹簧钢组织均匀细小，消除内应力，便于加工成形。
3、2最终热处理
3．2．1淬火
弹簧淬火加热时，要特别注意防止表面脱碳、过热和过烧、晶界氧化等缺陷，必须在有保护气氛的加热炉内加热，或在弹簧上涂保护涂料后在炉中加热，然后根据钢种采用水或油冷却。
如汽车用内孔φ12、φ16mm的波形弹簧垫圈，为防止氢脆现象65Mn改用65#和70#钢制造，技术要求43-47HRC。使用设备SY-805-4无马弗连续式网带炉生产线，加热温度820℃±5℃，网带转速35min，碳势控制在0.62%-0.65%；回火温度410℃±10℃，出炉用水冷，检测硬度值为43-45HRC。操作注意事项，装炉时要保证加料均匀，高度为3-4个垫圈厚度，不要堆积过厚或零散堆放，造成加热不匀或过热现象，淬入快速淬火油中，不要开搅拌机，以免造成变形量过大。回火后出炉用水快速冷却，以防止第二类回火脆性。
生产上已广泛采用马氏体分级淬火或贝氏体等温淬火，也可以在进行贝氏体等温淬火时，保温较短时间，未达到贝氏体转变终止线，保留一部分奥氏体，再继续冷至室温，使这部分奥氏体转变为马氏体，在组织上兼有贝氏体和奥氏体，在性能上兼有较高强度和较好韧性，是强韧化的一种方法。这种处理方法还需要进行一次回火，只有截面小的弹簧才能采用这种淬火工艺。
3．2．2回火
弹簧淬火后应及时回火，淬火后的停留时间应不大于4小时，以防止淬火开裂，有利于提高塑性和韧性，降低淬火的内应力。回火加热应均匀，容易出现第二类回火脆性的弹簧钢，回火后应快速冷却。
3．2．3低温退火（去应力回火）
琴钢丝、冷拔硬钢丝、不锈弹簧钢丝或磷青铜等非铁金属丝通常都是冷成形弹簧材料；淬火-回火钢丝、形变热处理钢丝和热处理钢带也属于冷成形弹簧材料。用这些材料绕制的各种弹簧，内部都产生较高的内应力，必须进行低温退火（去应力回火）以去除绕制时产生的内应力。低温退火（去应力回火）的加热温度一般在再结晶温度以下，保温适当时间后，出炉空冷。这样做不仅可以部分消除弹簧中的存在的内应力，稳定形状和尺寸，还能有效地改善力学性能，如提高硬度（2～3HRC）、抗拉强度、屈强比、弹性极限、抗疲劳性及抗应力松弛性。
3．2．4沉淀硬化
沉淀硬化工艺包括将合金加热到相变点以上，获得某种元素的过饱和固溶体，然后急冷的固溶热处理，将弹簧及其钢丝加热到合金溶解度曲线以上某一适当温度，保温适当时间，使过饱和固溶体中沉淀出均匀分布的细硬质相颗粒的时效处理。这种热处理方法可使弹簧材料达到所需要的强韧性的弹性。弹簧制造中所用的沉淀硬化材料大致有07Cr17Ni7Al（0Cr17Ni7Al）、Be-Cu合金、Fe-Ni基高弹性合金、Ni73Cr15Fe7NbTi (lnconellX-750)和lnconell-718等。
3．2．5形变热处理
60Si2Mn和55SiMnB钢板弹簧采用高温形变热处理，可以提高板簧的强韧性和疲劳寿命，同时还能提高制作板簧的劳动生产率，降低劳动强度和成本。汽车钢板弹簧的加工制造就是在加热状态将板簧用压力弯曲机弯曲，并在弯曲状态淬火入油中淬火，并中温回火。
4．典型弹簧的热处理特征
根据弹簧的尺寸不同，成形与热处理方法也不同。
4．1冷成形弹簧
直径较细或厚度较薄的弹簧一般应冷拉弹簧钢丝或冷轧弹簧钢带制成。钢丝可用60、70、65Mn、T7A、T8A和T9A等钢。按GB/T4357-1989，碳素弹簧钢丝分为B、C、D三组。B组抗拉强度在1080～2800MPa，用于一般低应力弹簧及其他用途；C组抗拉强度在1270～3140 MPa，用于中等应力弹簧；D组抗拉强度在1520～3240 MPa，用于高应力弹簧。同一组中，钢丝直径越细小，强度越高。
冷成形弹簧钢丝按制造工艺不同可分为三类。
① 铅浴等温处理冷拉钢丝
这种生产工艺的主要特点是，钢丝在冷拉过程中经过一定的快速等温冷却的工序，然后冷拉成所要求的尺寸。
以T8A钢为例，先将正火态钢丝酸洗，经过三次冷拉拔，使总的拉拔量为50%，然后钢丝以3.5m/min的速度经过加热炉，加热到890～920℃奥氏体化温度，在500～550℃的铅浴中等温分解成索氏体组织，然后经多次拉拔至所需要直径。
这类钢丝主要是60、70、65Mn牌号，最高强度可达3000 MPa以上，且有较高的塑性。用此类钢丝冷卷弹簧，只需在200～300℃下进行去除应力回火，以消除应力并使弹簧定形。
摩托车减震弹簧φ6.0×φ35×280，材料是铅浴淬火回火的55SiCrA钢丝绕制，成型后经250℃×2h低温退火，使用强度达到1680MPa左右，硬度约为46-48HRC。
② 油淬回火钢
3．1．2正火
对于某些弹簧，如汽车扭杆弹簧，在热加工时容易引起组织和性能不均匀，残留较大的内应力。采用正火可以使弹簧钢组织均匀细小，消除内应力，便于加工成形。
3、2最终热处理
3．2．1淬火
弹簧淬火加热时，要特别注意防止表面脱碳、过热和过烧、晶界氧化等缺陷，必须在有保护气氛的加热炉内加热，或在弹簧上涂保护涂料后在炉中加热，然后根据钢种采用水或油冷却。
如汽车用内孔φ12、φ16mm的波形弹簧垫圈，为防止氢脆现象65Mn改用65#和70#钢制造，技术要求43-47HRC。使用设备SY-805-4无马弗连续式网带炉生产线，加热温度820℃±5℃，网带转速35min，碳势控制在0.62%-0.65%；回火温度410℃±10℃，出炉用水冷，检测硬度值为43-45HRC。操作注意事项，装炉时要保证加料均匀，高度为3-4个垫圈厚度，不要堆积过厚或零散堆放，造成加热不匀或过热现象，淬入快速淬火油中，不要开搅拌机，以免造成变形量过大。回火后出炉用水快速冷却，以防止第二类回火脆性。
生产上已广泛采用马氏体分级淬火或贝氏体等温淬火，也可以在进行贝氏体等温淬火时，保温较短时间，未达到贝氏体转变终止线，保留一部分奥氏体，再继续冷至室温，使这部分奥氏体转变为马氏体，在组织上兼有贝氏体和奥氏体，在性能上兼有较高强度和较好韧性，是强韧化的一种方法。这种处理方法还需要进行一次回火，只有截面小的弹簧才能采用这种淬火工艺。
3．2．2回火
弹簧淬火后应及时回火，淬火后的停留时间应不大于4小时，以防止淬火开裂，有利于提高塑性和韧性，降低淬火的内应力。回火加热应均匀，容易出现第二类回火脆性的弹簧钢，回火后应快速冷却。
3．2．3低温退火（去应力回火）
琴钢丝、冷拔硬钢丝、不锈弹簧钢丝或磷青铜等非铁金属丝通常都是冷成形弹簧材料；淬火-回火钢丝、形变热处理钢丝和热处理钢带也属于冷成形弹簧材料。用这些材料绕制的各种弹簧，内部都产生较高的内应力，必须进行低温退火（去应力回火）以去除绕制时产生的内应力。低温退火（去应力回火）的加热温度一般在再结晶温度以下，保温适当时间后，出炉空冷。这样做不仅可以部分消除弹簧中的存在的内应力，稳定形状和尺寸，还能有效地改善力学性能，如提高硬度（2～3HRC）、抗拉强度、屈强比、弹性极限、抗疲劳性及抗应力松弛性。
3．2．4沉淀硬化
沉淀硬化工艺包括将合金加热到相变点以上，获得某种元素的过饱和固溶体，然后急冷的固溶热处理，将弹簧及其钢丝加热到合金溶解度曲线以上某一适当温度，保温适当时间，使过饱和固溶体中沉淀出均匀分布的细硬质相颗粒的时效处理。这种热处理方法可使弹簧材料达到所需要的强韧性的弹性。弹簧制造中所用的沉淀硬化材料大致有07Cr17Ni7Al（0Cr17Ni7Al）、Be-Cu合金、Fe-Ni基高弹性合金、Ni73Cr15Fe7NbTi (lnconellX-750)和lnconell-718等。
3．2．5形变热处理
60Si2Mn和55SiMnB钢板弹簧采用高温形变热处理，可以提高板簧的强韧性和疲劳寿命，同时还能提高制作板簧的劳动生产率，降低劳动强度和成本。汽车钢板弹簧的加工制造就是在加热状态将板簧用压力弯曲机弯曲，并在弯曲状态淬火入油中淬火，并中温回火。
4．典型弹簧的热处理特征
根据弹簧的尺寸不同，成形与热处理方法也不同。
4．1冷成形弹簧
直径较细或厚度较薄的弹簧一般应冷拉弹簧钢丝或冷轧弹簧钢带制成。钢丝可用60、70、65Mn、T7A、T8A和T9A等钢。按GB/T4357-1989，碳素弹簧钢丝分为B、C、D三组。B组抗拉强度在1080～2800MPa，用于一般低应力弹簧及其他用途；C组抗拉强度在1270～3140 MPa，用于中等应力弹簧；D组抗拉强度在1520～3240 MPa，用于高应力弹簧。同一组中，钢丝直径越细小，强度越高。
冷成形弹簧钢丝按制造工艺不同可分为三类。
① 铅浴等温处理冷拉钢丝
这种生产工艺的主要特点是，钢丝在冷拉过程中经过一定的快速等温冷却的工序，然后冷拉成所要求的尺寸。
以T8A钢为例，先将正火态钢丝酸洗，经过三次冷拉拔，使总的拉拔量为50%，然后钢丝以3.5m/min的速度经过加热炉，加热到890～920℃奥氏体化温度，在500～550℃的铅浴中等温分解成索氏体组织，然后经多次拉拔至所需要直径。
这类钢丝主要是60、70、65Mn牌号，最高强度可达3000 MPa以上，且有较高的塑性。用此类钢丝冷卷弹簧，只需在200～300℃下进行去除应力回火，以消除应力并使弹簧定形。
摩托车减震弹簧φ6.0×φ35×280，材料是铅浴淬火回火的55SiCrA钢丝绕制，成型后经250℃×2h低温退火，使用强度达到1680MPa左右，硬度约为46-48HRC。
② 油淬回火钢
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