©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第卷第期机工程材料年月一种弹簧热处理新工艺的分析探讨陆大纹西南交通大学唐山办奉处,河北唐山摘要从弹簧热处理中存在的一些问题提出了新的工艺,由以下几个部分组成,即高、中频加热碳氮共渗,高、中频细化奥氏体晶拉,等温淬火,中温回火,喷丸等。文中还分析了未用这些先进工艺的理论根据。主题词弹簧热处理工艺可靠性,,,加咒,,,,,引言弹簧是重要的基础零部件。广泛应用于机车、车辆、汽车等工业领域。因而,研究提高弹簧的寿命将普遍提高整机的可靠性,并带来很大的组级齐效益。目前弹簧热处理中存在的主要问题弹簧多数是疲劳破坏。其寿命主要决定于弹簧钢的疲劳强度。弹簧的受力主要是交变的弯曲应力、扭转应力、拉压应力等。在交变应力作用下缺陷处开始形成疲努微裂缝,不断向内发展而最后断裂。所以,在热处理过程中使弹簧表面形成适宜的硬化层,并产生压应力,将使弹簧的疲劳寿命大大延长。然而目前只有少部分弹簧热处理后经喷丸处理,少数钢种最后经氮、碳共渗软氮化处理,而大多数弹簧的表面和心部力学性能上没有区别。用热轧弹簧钢制造的弹簧,表面往往有脱碳和氧化缺陷硅锰钢等尤甚。不少弹簧在热处理过程中表面也会产生脱碳和氧化,尤其是铁路弹簧在修理厂多次修理后脱碳、氧化严重,以致在使用过程中表面容易产生疲劳破坏。目前弹簧淬火后为孪晶马氏体组织。这种组织经中温回火后其塑性、韧性仍然偏低。据报道有些单位的弹簧淬火后可以获得板条状马氏体组织,但国内对这种组织尚未普遍引起重视。妇目前弹簧制造厂从经济上考虑,大多数采用一般的油淬,如果采用能获得一定数量下贝氏体的等温淬火,将提高其塑性、韧性及疲劳极限。目前的弹簧热处理中采用细化奥氏体晶粒的很少,,,〕,如能进一步细化奥氏体晶粒,弹簧的力学性能将获得改善。喷丸处理没有普遍采用,表面强化效果没有充分发挥。热处理新工艺一一收到初稿,一一收到修改稿我们在研究了及两种弹簧钢的热处理工艺的基础上压,·‘〕,提出了一种新的热处理工艺,由以下几部分组成用高、中频感应加热进行碳、氮共渗,使弹簧表面有一个强度、硬度较高的渗层,以提高疲劳强度用高、中频感应加热及等温淬火来细化奥氏体晶粒。这将显著地提高弹簧钢的各项力学性能通过等温淬火获得部分下贝氏体以©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net陆大纹一种弹黄热处理新工艺的分析探讨进一步提高塑性、韧性及疲劳强度用中温回火使组织转变成回火屈氏体和下贝氏体混合物,以获得良好的综合性能。本工艺除适用于硅锰钢、铬钒钢外,也适用于硅铬钢、硅锰翎钒钢、铬锰钢、硅锰钒炯和锰钢等钢种。碳、氮共渗考虑到氮比碳降低点显著图,碳氮共渗及淬火后渗层组织中残余奥氏体比氮、碳共渗相应少一些,所以建议选用碳、氮共渗。又考虑到氮降低摩擦系数比碳显著,所以建议控制渗层中表面碳的含量为一左右,表面氮的含量为左右,以充分发挥渗碳、渗氮的作用,使表面强度、硬度、耐磨性等均有提高。共渗的温度与渗层成分及厚度的关系十分密切。一般井式炉碳、氮共渗随着温度升高,碳的扩散快些,渗入多些氮的扩散慢些,渗入少些。但用高、中频加热时,加热速度提高了,氮的吸附、渗入速度及扩散速度也将同时提高,使渗层的厚度快速增加,渗层内碳、氮含量差别减少。如用某种固体渗剂进行共渗,加热速度为℃时在℃下渗,渗层厚度而加热速度为℃时,则渗层厚度为。在℃下渗,加热速度为℃时,距表面处含氮写、含碳加热速度为℃时,距表面·处含氮、含碳。可见用高、中频大功率感应加热时不仅共渗温度高、共渗层厚,而且渗层中碳气氮含量都比较高而又接近。共渗时间很短,只需数十秒即可习。固体青剂共渗时间不宜太长,超过它就分解完了。同样的加热速度下不同渗剂共渗,渗层的成分不同,淬火后渗层内的残余奥氏体量也不同。例如,用黄血盐的固体渗剂,加热速度由℃提高到℃共渗,淬火后残余奥氏体增加。用黄血盐的固体渗剂则残余奥氏体增加。冷处理后前者组织中已没有残余奥氏体‘,而后者仍有一闭的。因此,每种渗剂有其最合适的加热速度...
