[發(fā)明專利]一種降低熱卷制彈簧制品脫碳層厚度的表面處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611012509.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN106755858B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁益龍;胡君杰;梁宇;李偉;鄒雄;楊明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號(hào): C21D7/04
• 分類號(hào): C21D7/04;C21D1/18;C21D9/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 劉楠;李龍

本發(fā)明提供一種降低熱卷制彈簧制品脫碳層厚度的表面處理方法，其對(duì)彈簧鋼熱軋棒料在感應(yīng)加熱卷制前進(jìn)行超聲滾壓強(qiáng)化處理，具體步驟為：將熱軋后的彈簧鋼圓棒料，打磨掉表層的鐵銹；將彈簧鋼棒料放到車床上固定，對(duì)彈簧鋼棒料進(jìn)行超高頻滾壓，滾壓次數(shù)為1~6次；將超高頻滾壓處理后的彈簧棒料進(jìn)行感應(yīng)加熱卷制淬火，溫度為950~980℃，加熱和卷制時(shí)間2~3分鐘，再油冷至室溫。以解決目前生產(chǎn)條件下，彈簧制品感應(yīng)加熱后進(jìn)行熱卷制再淬火回火，會(huì)導(dǎo)致彈簧脫碳，嚴(yán)重影響彈簧性能的問題。本發(fā)明屬于金屬表面改性技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種卷制彈簧表面處理方法，屬于金屬表面改性技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

彈簧制品表面脫碳是影響彈簧性能的主要因素之一，彈簧表面一旦出現(xiàn)脫碳，其表面強(qiáng)度會(huì)大幅度下降，顯著降低彈簧在服役過程的疲勞壽命。就目前的生產(chǎn)條件下，大多數(shù)的彈簧制品都是通過感應(yīng)加熱后進(jìn)行熱卷制再淬火回火，由于在加熱和熱卷制過程處于高溫不可避免面臨脫碳的問題。為了減少脫碳，目前大多彈簧棒料加熱過程中采用感應(yīng)加熱方法，盡量縮短加熱時(shí)間，或采用惰性氣體進(jìn)行保護(hù)，即使這樣在熱卷制過程也會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的脫碳問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種降低熱卷制彈簧制品脫碳層厚度的表面處理方法，以解決目前生產(chǎn)條件下，彈簧制品感應(yīng)加熱后進(jìn)行熱卷制再淬火回火，會(huì)導(dǎo)致彈簧脫碳，嚴(yán)重影響彈簧性能的問題。

為解決上述問題，擬采用這樣一種降低熱卷制彈簧制品脫碳層厚度的表面處理方法，其對(duì)彈簧鋼熱軋棒料在感應(yīng)加熱卷制前進(jìn)行超聲滾壓強(qiáng)化處理，具體步驟為：

步驟一. 將熱軋后的彈簧鋼圓棒料，打磨掉表層的鐵銹；

步驟二. 將彈簧鋼棒料放到車床上固定，對(duì)彈簧鋼棒料進(jìn)行超高頻滾壓，滾壓主要工藝參數(shù)為：滾珠10~14mm，氣壓壓強(qiáng)0.16~0.3MPa，車床轉(zhuǎn)速90~220r/min，進(jìn)給量0.05~0.2mm/r，電流0.6~1A，滾壓次數(shù)為1~6次；

步驟三. 將超高頻滾壓處理后的彈簧棒料進(jìn)行感應(yīng)加熱卷制淬火，溫度為950~980℃，加熱和卷制時(shí)間2~3分鐘，再油冷至室溫。

步驟二中，彈簧鋼圓棒料通過車床卡盤固定并帶動(dòng)彈簧鋼圓棒料旋轉(zhuǎn)，超聲滾壓裝置固定在車刀位置，滾壓過程中超聲滾壓設(shè)備中的滾球與零件表面接觸進(jìn)行高頻沖擊滾壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明經(jīng)超高頻滾壓處理技術(shù)處理后的彈簧鋼棒料其表面質(zhì)量得到顯著提高，粗糙度降低，殘留壓應(yīng)力顯著提高，再進(jìn)行感應(yīng)加熱卷制后淬火回火，能夠有效的降低表層碳的擴(kuò)散速率，從而顯著減少脫碳層厚度，提高表層硬度和疲勞強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

圖1是超聲滾壓處理的簡易結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是直徑為22mm的60Si2CrVAT彈簧鋼未經(jīng)超聲滾壓預(yù)處理的條件下880℃淬火0.5小時(shí)440℃回火1小時(shí)后的脫碳層顯微組織圖；

圖3是直徑為22mm的60Si2CrVAT彈簧鋼經(jīng)超聲滾壓預(yù)處理（滾珠10mm，滾壓氣壓壓強(qiáng)0.28MPa，車床轉(zhuǎn)速220r/min，進(jìn)給量0.12mm/r，電流0.8A，滾壓1次）的條件下經(jīng)880℃淬火0.5小時(shí)440℃回火1小時(shí)熱處理后的脫碳層顯微組織圖；

圖4是直徑為22mm的60Si2CrVAT彈簧鋼經(jīng)超聲滾壓預(yù)處理（滾珠10mm，滾壓氣壓壓強(qiáng)0.28MPa，車床轉(zhuǎn)速220r/min，進(jìn)給量0.12mm/r，電流0.8A，滾壓3次）的條件下經(jīng)880℃淬火0.5小時(shí)440℃回火1小時(shí)熱處理后的脫碳層顯微組織圖。

圖5是直徑為22mm的60Si2CrVAT彈簧鋼經(jīng)超聲滾壓預(yù)處理（滾珠10mm，滾壓氣壓壓強(qiáng)0.28MPa，車床轉(zhuǎn)速220r/min，進(jìn)給量0.12mm/r，電流0.8A，滾壓6次）的條件下經(jīng)880℃淬火0.5小時(shí)440℃回火1小時(shí)熱處理后的脫碳層顯微組織圖。