一種高性能的壓縮彈簧材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高性能的壓縮彈簧材料，包含有下述質(zhì)量配比的元素原料：C：0-0.1%、Si：0-1.05%、Mn：0-1.03%、P：0-0.05%、S：0-0.035%、Cr：15.8-18.2%、Ni：6.4-7.85%、Al：0.65-1.6%、Ti：0-0.035%、Fe：余量。本發(fā)明在原有合金鋼VDSiCr的基礎(chǔ)上，提高了Cr粒子的含量，減少了C的含量，增加了耐腐蝕、耐高溫及高強(qiáng)度和韌性的元素Ni、Al、Ti、Mo和N，提高了壓縮彈簧材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低了產(chǎn)品在使用時(shí)的不穩(wěn)定性。
【專利說明】一種高性能的壓縮彈簧材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及彈簧材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高性能的壓縮彈簧材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 彈簧是各種機(jī)械設(shè)備廣泛應(yīng)用的零件，它的彈性可以控制機(jī)件的運(yùn)動(dòng)、緩和沖擊 或震動(dòng)等。其主要失效形式是疲勞斷裂和應(yīng)力松弛。彈簧斷裂的危害性嚴(yán)重，而應(yīng)力松弛 和蠕變是彈簧工作中的普遍現(xiàn)象。對(duì)于那些重要的、長時(shí)間工作的或在高溫下工作的彈簧， 應(yīng)力松弛現(xiàn)象對(duì)其工作性能和承載能力有嚴(yán)重影響，是必須加以考慮的問題。對(duì)于工業(yè)部 門來說，無論哪種零件都希望以盡量小的代價(jià)獲得盡可能長的使用壽命。
[0003] 壓縮彈簧的材料常采用合金鋼VDSiCr，其表面形成的氧化鐵會(huì)繼續(xù)進(jìn)行氧化使銹 蝕不斷的擴(kuò)大，最終形成孔洞，嚴(yán)重影響壓縮彈簧的性能，因此需要尋找一種新的材料來解 決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種能夠提高機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性的壓縮彈簧材料。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種高性能的壓縮彈簧材料，包含有下述質(zhì)量配比的元素原料：C 1%、Si : 0-1. 05%,Μη ：0-1. 03%,P ：〇-〇. 05%,S ：〇-〇. 035%,Cr ：15. 8-18. 2%,Ni ：6. 4-7. 85%,A1 ： 0· 65-1. 6%、Ti :0-0· 035%、Fe :余量。
[0007] 本發(fā)明的壓縮彈簧材料還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6%的Mo和/或N，加入Mo和/或 N元素可以進(jìn)一步提高機(jī)械性能。質(zhì)量分?jǐn)?shù)若超過6 %，則鋼的熱加工困難，熱塑性低，易產(chǎn) 生熱裂傾向。
[0008] 其中，碳（C):鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng) 碳量超過0.23%時(shí)，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過 0. 20%。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕。
[0009] 鉻（Cr):在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑 性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性。
[0010] 銅（Cu):銅能提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn) 生熱脆，銅含量超過〇. 5%塑性顯著降低。由于Cu元素的大氣抗腐蝕能力從Cr、Ni和A1元 素中得到了彌補(bǔ)，本發(fā)明材料中不含Cu元素。
[0011] 鎳（Ni):鎳是較稀缺的資源，鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳 對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。
[0012] 鋁（A1):錯(cuò)是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的錯(cuò)，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌 性。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和 耐高溫腐蝕的能力。
[0013] 鈦（Ti):鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力從而提高鋼 的強(qiáng)度和韌性，在不銹鋼中，鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象。降低時(shí)效敏感性和冷脆 性，改善焊接性能。
[0014] 鑰（Mo):鑰能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng) 度和抗蠕變能力（長期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變）。結(jié)構(gòu)鋼中加入鑰，能提高機(jī) 械性能。還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。
[0015] 氮（N):氮能提高鋼的強(qiáng)度，低溫韌性和焊接性，增加時(shí)效敏感性。氮對(duì)鋼材性能 的影響與碳、磷相似，隨著氮含量的增加，可使鋼材的強(qiáng)度提高，塑性特別是韌性顯著降低， 可焊性變差，冷脆性加劇。氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響，改善鋼材性 能。
[0016] 本發(fā)明的壓縮彈簧材料的制備方法，可包括下述步驟：
[0017] (1)按比例將原材料粉末進(jìn)行混合均勻；
[0018] (2)在壓機(jī)上將混合好的粉末進(jìn)行壓制成型；
[0019] (3)將成型毛坯在燒結(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，同時(shí)進(jìn)行滲銅處理；
[0020] (4)用液氮對(duì)燒結(jié)毛坯進(jìn)行冷處理；
[0021] (5)在熱處理爐中對(duì)冷處理毛坯進(jìn)行熱處理；
[0022] (6)機(jī)加工成成品。
[0023] 由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明在原有合金鋼VDSiCr的基礎(chǔ)上，提高了 Cr粒子的含 量，減少了 C的含量，增加了耐腐蝕、耐高溫及高強(qiáng)度和韌性的元素 Ni、Al、Ti、Mo和N，提高 了壓縮彈簧材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低了產(chǎn)品在使用時(shí)的不穩(wěn)定性。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 原有合金鋼VDSiCr材料成分質(zhì)量配比為：
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種高性能的壓縮彈簧材料，其特征在于，包含有下述質(zhì)量配比的元素原料： C :0-0· 1%、Si :0-1. 05%、Mn :0-1. 03%、P :0-0· 05%、S :0-0· 035%、Cr :15· 8-18. 2%、Ni : 6· 4-7. 85%、A1 :0· 65-1. 6%、Ti :0-0· 035%、Fe :余量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮彈簧材料，其特征在于，還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6%的Mo 和/或N。
【文檔編號(hào)】C22C38/40GK104087857SQ201410312893
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】蔡棟, 徐軍, 何玉祥, 侯世玉, 郝國華, 朱文奇, 陳華健, 徐亞軍, 潘峰, 龍如景 申請(qǐng)人:安慶謝德爾汽車零部件有限公司