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什么是高温碟簧的热处理工艺?高温碟簧热处理工艺分析

发布者:厦门力常弹簧秒速时时彩  发布时间:2019-04-30 19:04
 高温碟簧都是要经过热处理后才能投入使用,那么什么是高温碟簧热处理工艺呢?和厦门力常弹簧秒速时时彩一起来看看吧!

 

1、试验方法

  1.1高温碟簧的材料

  试验用的高温碟簧材料选用30W4Cr2VA,其化学成分和机械性能如下图1

  1.2弹簧试块的热处理

  为了选择最佳的热处理工艺,将15个同一炉号,同一规格的试块分为三组,采用三种温度进行淬火处理,并测定淬火后的硬度值、检查三种温度淬火后的金相组织,三组试块的淬火温度分别为:

  A1=1050A2=1070A3=1100

  将三组经不同温度淬火的试块分别用八个不同的温度进行回火处理,并分别测定试块回火后的硬度值、检查回火后的金相组织,八回火温度分别为:

  B1=350B2=400B3=500B4=550B5=600B6=650B7=700B8=750

  1.3弹簧的热处理

  根据试块的热处理硬度和金相组织观察结果,制定出最佳的热处理工艺,对弹簧进行淬火和回火处理,测定弹簧的性能。

  2、热处理工艺分析与讨论

  2.1 弹簧的热处理工艺

  淬火:淬火温度为1050℃,其间在820℃,保温15min

  回火:第一次回火温度为480℃,保温2h;第二次回火温度为650℃,保温2h

  2.2弹簧淬火加热方式和保温时间

  30W4Cr2VA材料的热传导性能比普通合金弹簧钢差一些,所以加热采用两段式加热方式。30W4Cr2VA的临界点Ac1=820Ms=400℃,第一段加热温度定位820℃,保温15min,再放入1050℃的炉内,当弹簧温度达到淬火温度时,马上进行淬火处理。因为30W4Cr2VA在高温区间有晶粒长大的倾向,所以这种材料在高温区停留的时间越短越好,因而彩页所谓“零”的保温淬火,尽量减少工件在高温区停留的时间,保证了弹簧淬火后的晶粒度。

  2.3 淬火加热时的保护气氛

  高温碟簧的负荷主要作用在弹簧的两个表面上,其中一个表面为拉应力,另一个表妹为压应力。当作用力超过碟簧的平面后,择碟簧的两个表面的受力情况和原来的受力情况相反。压应力变为拉应力,拉应力则变为压应力。总之,高温碟簧的受力主要集中在碟簧的两个表面。所以高温碟簧的表面质量直接影响到碟簧的质量,除了表面缺陷外,还表现在表面的粗糙度和表面氧化脱碳层的深度。表面粗糙度好,应力分散,弹簧的疲劳强度就高。表面粗糙度好,应力分散,弹簧的疲劳强度就高。表面脱碳严重降低工件的疲劳性能,使得表面层材质弱化,在循环载荷作用下形成疲劳源,导致弹簧早期断裂。

  高温碟形弹簧表面的氧化脱碳与热处理有直接的关系,为了减少氧化脱碳层的深度,在弹簧加热时采用保护性气氛,这样最大限度的减少工件与氧气的接触,使脱碳降低到最低程度。试验的试块和弹簧加热时采用氩气保护,经保护加热的试块和弹簧表面,虽然高温加热,也几乎没有脱碳,从而保证了弹簧的质量。

  2.4 弹簧的回火处理

  30W4Cr2VA弹簧钢的淬透性比较好,为了及时消除淬火应力,防止弹簧开裂,淬火后应立即进行第一次回火,第一次回火的温度可以适当低一些,一般取480℃。

  从试块的淬火回火硬度分析,30W4Cr2VA有回火二次硬化现象,所以应进行不少于两次的回火处理。从弹簧的弹性性能试验数据看,经过两次以上回火处理后,弹簧性能有很大的提高,故应采用两次回火。图2试块经淬火和回火后的硬度与温度的关系。

  图2:试块经淬火和回火后的硬度与温度的关系

  3、试验结果

  3.1试块的硬度值与温度的关系

  从试块的试验结果分析,随着淬火温度的提高,淬火硬度值提高,但晶粒也随着变大。同一试块随着回火温度的提高,硬度值也相应增大,在650℃回火时达到最高硬度。当温度超过700℃时,硬度值下降,弹簧的弹性性能也下降。

  3.2金相分析

  采用1050℃淬火,冷却剂为快速淬火油,淬火组织为较细的淬火马氏体,采用两次回火,第一次480℃,回火2h,第二次650℃,回火2h,金相组织中的马氏体针形态已逐渐消失,但仍隐约可见,碳化物很细小,组织为回火屈氏体。从淬火、回火的金相组织(图略)看,热处理工艺可以达到金相组织对弹簧的要求,可以认为热处理工艺是合理的。

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