[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于卷制輕載荷模具彈簧的異型鋼絲的制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910385346.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110056590B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆遠(yuǎn);劉小鵬;盧蒙;張宇飛;魏紹康;王鵬舉;郭騰飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鋼集團(tuán)鄭州金屬制品研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16F1/04
• 分類(lèi)號(hào): F16F1/04;B21B1/16;B21B27/02
• 代理公司: 鄭州中民專(zhuān)利代理有限公司 41110
• 代理人: 許延麗

本發(fā)明公開(kāi)一種用于卷制輕載荷模具彈簧的異型鋼絲的制備工藝，涉及金屬制品技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明中所述異型鋼絲的截面為仿梯形截面，兩腰是關(guān)于中心軸對(duì)稱(chēng)的兩條直線(xiàn)，上底邊是與兩腰均相切的圓弧線(xiàn)，下底邊為直線(xiàn)，且下底邊與兩腰的拐角處均采用過(guò)渡圓弧連接。本發(fā)明一方面對(duì)異型鋼絲的截面進(jìn)行了優(yōu)化處理，另一方面對(duì)制備工藝做出了改進(jìn)，大大提高了異型鋼絲的綜合力學(xué)性能，同時(shí)也避免鋼絲表面劃傷、提高了鋼絲的表面質(zhì)量，而且成本低、通用性強(qiáng)，為后續(xù)使用異型鋼絲來(lái)卷制輕載荷模具彈簧的彈簧制造企業(yè)提供了一種易卷制、品質(zhì)高、廢品少的彈簧鋼絲材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬制品技術(shù)領(lǐng)域，更具體講涉及一種用于卷制輕載荷模具彈簧的異型鋼絲的制備工藝。

背景技術(shù)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)改革的不斷深入，工業(yè)產(chǎn)品升級(jí)成為必然選擇，而作為中國(guó)制造業(yè)基礎(chǔ)的金屬制品行業(yè)亦是如此。目前，國(guó)內(nèi)普通異型線(xiàn)材產(chǎn)能過(guò)剩、價(jià)格走低，但高品異型質(zhì)線(xiàn)材卻仍然需要進(jìn)口，大而不強(qiáng)已經(jīng)成為我國(guó)金屬制品行業(yè)發(fā)展的明顯特征，因此高端異型復(fù)雜斷面的鋼絲生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題亟需解決。至今為止，國(guó)內(nèi)金屬制品廠(chǎng)家所生產(chǎn)的輕載荷模具彈簧用異型鋼絲的截面主要為梯形。梯形鋼絲的截面設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于：既要考慮梯形鋼絲在卷制過(guò)程中的受力均衡和變形預(yù)留量，還要保證卷制成彈簧后彈簧鋼絲的截面盡可能接近矩形，這樣才能保證彈簧具有最大的變形能。梯形鋼絲的生產(chǎn)制作難點(diǎn)在于：如果梯形鋼絲以軟態(tài)（退火態(tài)） 交貨、卷制彈簧后再進(jìn)行熱處理，則彈簧容易變形而產(chǎn)生廢品；如果梯形鋼絲經(jīng)熱處理后以油淬火-回火態(tài)交貨，卷制彈簧時(shí)非常容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致卷簧失敗甚至損壞卷簧設(shè)備。

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，也有不少鋼絲生產(chǎn)廠(chǎng)家嘗試設(shè)計(jì)和生產(chǎn)近似梯形截面的鋼絲，如圖1所示的傳統(tǒng)代表結(jié)構(gòu)一和如圖2所示的傳統(tǒng)代表結(jié)構(gòu)二。傳統(tǒng)代表結(jié)構(gòu)一的鋼絲截面為略帶圓弧的等腰梯形，即梯形的上底、下底和兩腰均是半徑較大的圓弧線(xiàn)，且四段圓弧之間的拐角處也是過(guò)渡圓弧連接；雖然傳統(tǒng)代表結(jié)構(gòu)一的鋼絲截面充分考慮了卷制過(guò)程中鋼絲的受力均衡和變形預(yù)留量，但是由于鋼絲截面中圓弧段過(guò)多，一方面是模具的制作難度大、成本高，另一方面是實(shí)際生產(chǎn)的成品鋼絲截面與設(shè)計(jì)截面的誤差較大，難以保證卷制成彈簧后彈簧鋼絲的截面接近矩形，實(shí)用性和通用性較差、難于推廣。傳統(tǒng)代表結(jié)構(gòu)二的鋼絲截面是上底為半圓形、下底為三角形外凸、兩腰為直線(xiàn)的近似梯形；雖然傳統(tǒng)代表結(jié)構(gòu)二的鋼絲截面可以避免在卷制彈簧時(shí)因擠壓受力造成鋼絲截面向內(nèi)部凹陷，但是由于下底的三角形外凸是非連續(xù)圓弧過(guò)渡，受力變形時(shí)極易出現(xiàn)應(yīng)力集中，不利于彈簧的卷制。因此，用于卷制輕載荷模具彈簧的異型鋼絲的截面有待于進(jìn)一步優(yōu)化處理，截面優(yōu)化后的梯形鋼絲需要滿(mǎn)足在卷制過(guò)程中受力均衡和在卷制成彈簧后的截面盡可能接近矩形，這樣才能保證卷制成的彈簧具有最大的變形能。

同時(shí)，為保證截面優(yōu)化后的梯形鋼絲能夠順利生產(chǎn)、容易卷制成彈簧、不易斷裂、廢品少，還需要設(shè)計(jì)配套的制備工藝。傳統(tǒng)的制備工藝（以CN100395482公開(kāi)的制備工藝為例）:制備工藝包括預(yù)制模具、初軋、鉛淬火、二道軋制、模拉、淬火、回火等工藝步驟。其中，在預(yù)制模具之前，還需要根據(jù)給定的參數(shù)計(jì)算出梯形鋼絲截面的上、下底邊和腰所對(duì)應(yīng)的圓弧半徑，進(jìn)而確定下來(lái)鋼絲的截面形狀，然后才能以此來(lái)預(yù)制軋制模具和模拉模具；通過(guò)模拉的方式成型，一方面是模拉模具的制作難度大、成本高、周期長(zhǎng)、通用性差，另一方面模拉時(shí)鋼絲表面極易出現(xiàn)劃傷缺陷，嚴(yán)重影響鋼絲表面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供的一種用于卷制輕載荷模具彈簧的異型鋼絲的制備工藝。本發(fā)明通過(guò)對(duì)異型鋼絲的截面優(yōu)化和對(duì)制備工藝的改進(jìn)，大大提高了異型鋼絲的綜合力學(xué)性能，避免鋼絲表面劃傷、提高了鋼絲的表面質(zhì)量，而且成本低、通用性強(qiáng)，為后續(xù)使用異型鋼絲來(lái)卷制輕載荷模具彈簧的彈簧制造企業(yè)提供了一種易卷制、品質(zhì)高、廢品少的彈簧鋼絲材料。

本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一種用于卷制輕載荷模具彈簧的異型鋼絲的截面為仿梯形截面，兩腰是關(guān)于中心軸對(duì)稱(chēng)的兩條直線(xiàn)，上底邊是與兩腰均相切的圓弧線(xiàn)，下底邊為直線(xiàn)，且下底邊與兩腰的拐角處均采用過(guò)渡圓弧連接。