[發明專利]一種3J68功能合金材料小直徑環形螺旋彈簧加工方法及工裝

有效

• 申請號: 202010613022.0
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111745099B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 劉朋飛;王麗;張華;趙瑤;王軍;李朝輝;高貴忠;洪珍
• 申請（專利權）人: 中國航發動力股份有限公司
• 主分類號: B21F35/00
• 分類號: B21F35/00;B21F3/04;C22F1/10;C22F1/02;C21D9/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種3J68功能合金材料小直徑環形螺旋彈簧加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將3J68高溫彈性合金絲材在1080～1150℃的環境下進行真空固溶處理，消除材料的冷作硬化效果，降低材料硬度，為車床纏繞做好準備；

所述的真空固溶處理過程在真空爐中進行，將卷曲直徑≤600mm的整盤絲材平放在陶瓷板上裝入真空爐內，裝爐溫度≤50℃，使絲材在1080～1150℃下保溫1小時又6分；

所述真空爐的初始壓力低于6.65×10^-2Pa；

以10℃/分將爐溫升到800℃，保溫到工件溫度達800℃，并在800℃分壓至6.65～10.64Pa，以6℃/分將爐溫升至1100℃，保溫至工件溫度到達1080～1150℃，保溫1小時又6分；

充氬氣至0.8～1bar，打開風扇，將工件冷卻到80℃以下出爐；

步驟二、確定車床纏繞轉速和階梯式纏繞芯棒的尺寸，進行工件的纏繞；

通過進行車床纏繞轉速和芯棒尺寸的正交對比試驗，測試工件內徑及平面度，得出適合的車床轉速和芯棒尺寸，利用相應尺寸的階梯式纏繞芯棒在車床上進行工件的纏繞；車床纏繞轉速采用800轉/分，階梯式纏繞芯棒小頭直徑為Φ0.86mm，大頭直徑為Φ2.16mm；

步驟三、將纏繞好的工件放入800±10℃的真空環境中保溫，再冷卻至700±10℃保溫，最后冷卻到室溫的條件下進行時效處理，以此改變工件組織，達到最終使用性能要求；

將纏繞好的工件平放在料筐內裝入真空爐中進行，裝爐溫度≤50℃，以10℃/分鐘將爐溫升至600℃，保溫到工件溫度達600℃，再以6℃/分鐘將爐溫升至800℃，保溫到工件溫度達800℃±10℃；最后充氬氣至0.8～1bar，打開風扇，將工件冷卻到80℃以下出爐；

步驟四、對工件進行鉗加工以及彈力測量；

通過鉗加工改變彈簧圈數和大頭長度來調整彈力值，采用彈力檢測工裝測量工件的彈力值，使之達到要求大小；磨平工件的端面，去除工件端面上的毛刺；

步驟五、裝配；

將工件的小頭擰入大頭，使工件變成平整的環形結構；

步驟六、將環形結構工件套在加溫加荷時效工裝上，在400～450℃的環境中保溫，然后冷卻至室溫，再在室溫下放置不少于24小時進行加荷時效處理，模擬工件的使用工況；

步驟七、將工件從加溫加荷時效工裝上取出，檢測平面度≤0.5mm即可。

2.根據權利要求1所述的3J68功能合金材料小直徑環形螺旋彈簧加工方法，其特征在于：步驟三將工件在800±10℃保溫1小時又6分，冷卻至700±10℃保溫2小時又12分。

3.根據權利要求1所述的3J68功能合金材料小直徑環形螺旋彈簧加工方法，其特征在于：步驟六將套在加溫加荷時效工裝上的工件放入熱處理爐，在400～450℃保溫24小時又15分。

4.根據權利要求1所述的3J68功能合金材料小直徑環形螺旋彈簧加工方法，其特征在于：步驟七如果工件的平面度不滿足要求，通過鉗加工對工件的平面度進行修正。

5.根據權利要求1所述的3J68功能合金材料小直徑環形螺旋彈簧加工方法，其特征在于，所述彈力檢測工裝包括連接工件兩端的兩個吊鉤(1)，其中，第一吊鉤通過螺桿(3)與工件的大頭相連，第二吊鉤通過螺母套(2)與工件的小頭相連；

通過兩個吊鉤(1)對工件施加拉力并讀出工件反饋的彈力值。

6.根據權利要求1所述的3J68功能合金材料小直徑環形螺旋彈簧加工方法，其特征在于，所述加溫加荷時效工裝包括本體(4)，本體(4)為周面加工螺紋面的圓柱體，本體(4)的底面設有凸緣，本體(4)的頂面安裝壓板(5)；環形結構的工件套在本體(4)的螺紋面上，本體(4)的直徑大于工件內徑，工件在本體(4)的支撐作用下張緊，工件的上下兩個端面固定在本體(4)底面的凸緣與頂面的壓板(5)之間。