零件名称:不锈钢弹簧,见图8-26.


图 25.jpg


材质:0Cr15Ni7Mo2Al(PH15-7Mo)。


热处理要求:淬火回火硬度42~48HRC。



1. 零件常见的失效形式及应具备的性能


  弹簧是机械设备中的重要零件,主要起缓冲和减震的作用,有的弹簧在需要产生和恢复变形时,将机械动能转换为形变能,或者将形变能转换为机械动能。机械运行中,弹簧出现故障,会影响整个设备的功能,所以,弹簧应根据设计要求,保证其使用功能。弹簧在外力作用时,根据力的大小,保持规定的变形度是重要的条件之一,一般用热处理后的硬度作为常见的考核指标。这个弹簧是某重要设备用的螺旋压簧,除要求硬度和检测力与变形度的对应关系外,还要求具有耐腐蚀性。



2. 材料选用原则和热处理工艺选择


  弹簧需要有耐腐蚀性,所以,在不锈钢范围内选择材料。在不锈钢中,半奥氏体沉淀硬化不锈钢具有较高的屈服极限和屈强比,可通过热处理方法调整性能,适合制造弹簧。该弹簧材料选用半奥氏体沉淀硬化不锈钢0Cr15Ni7Mo2Al。



3. 零件主要加工工序


  拉丝-固溶处理(A)-加工成形-调整处理(B)-修形-时效沉淀硬化处理(C)-硬检查-矫形-检查。



4. 热处理工艺分析及应注意问题



 a. 固溶处理


  0Cr15Ni7Mo2Al做弹簧用钢丝的固溶处理,一般在钢丝生产厂用专用热处理设备进行。这种制作弹簧用钢丝的固溶处理必须保证无脱碳、无氧化,所以,一般是在浴炉中进行的。固溶处理加热至1050~1070℃,保温时间依设备不同而定,采用水冷却。经过固溶处理的0Cr15Ni7Mo2A1硬度很低,不超过120HB,便于加工成各种弹簧。


 b. 调整处理


  0Cr15Ni7Mo2Al是半奥氏体型沉淀硬化不锈钢,Ms点很低,固溶处理后基本是奥氏体组织,必须经过调整处理,见图8-27,使Ms点提高。经750~770℃调整处理后,Ms点可提高至90℃左右。冷却后的组织基本是板条状马氏体,硬度可达300HB。


图 27.jpg


  当然,这个调整处理是在用钢丝卷制成弹簧后进行的。


 c. 时效沉淀硬化处理


  经过调整处理,材料的组织基本上是板条状马氏体,在此基础上应进行时效沉淀硬化处理,见图8-28,使铝、钼等沉淀相充分沉淀析出,使材料得到强化,获得技术要求提出的性能。0Cr15Ni7Mo2Al弹簧经560~570℃时效处理后,硬度可达45HRC,满足了设计的要求。


图 28.jpg