本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的加工工藝，屬于減震裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

彈簧是一種廣泛使用的彈性元件，用彈性材料制成的零件在外力作用下發(fā)生形變，除去外力后又恢復(fù)原狀，其外形多為圓柱形，生產(chǎn)加工可分為冷卷成形和熱卷成形，亦作“ 彈簧 ”。彈簧為了與其裝配空間更好地吻合，也有設(shè)計(jì)為非圓柱形的，如汽車雙質(zhì)量飛輪用的彈簧為弧形彈簧。彈簧的種類復(fù)雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等。

彈簧在現(xiàn)在的應(yīng)用中非常的普遍，各行各業(yè)根據(jù)不同的用途采用不同強(qiáng)度剛度和使用壽命的彈簧?，F(xiàn)有的彈簧在長時(shí)間使用后容易腐蝕生銹。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種使用壽命長的高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的加工工藝。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是：一種高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的加工工藝，包括以下步驟：

㈠配料：所述高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧中各成分的質(zhì)量百分比為：C：0.25-0.36%，Cr：0.05-0.13%，Mn：0.28-0.35%，Zn：1.16-1.48%，Cu：1.13-1.55%，Ag：0.62-0.86%，Au：0.23-0.39%，Pt：0.18-0.35%，Ni：1.37-1.56%，W：1.26-1.45%，Mo：0.15-0.19%，Nd：0.02-0.04%，Ce：0.01-0.03%，Eu：0.15-0.19%，Lu: 0.11-0.18%，Ti：2.76-3.24%，AlN：0.35-0.56%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.27-0.56%,氧化鎂：0.68-0.85％, 碳化鎢:0.41-0.67%，蒙脫石:0.45-0.76%，余量為Fe；

㈡熔煉：

a、將高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的原料加熱熔煉，控制溫度為1300-1400℃；

b、將上一步得到的合金溶液進(jìn)行冷卻，采用水冷以14-16℃/s的冷卻速率將合金溶液水冷至室溫；

c、將上一步冷卻后的合金在熔爐內(nèi)進(jìn)行二次熔煉，將熔爐內(nèi)的溫度提高到1500攝氏度至1600攝氏度，合金被二次熔煉形成合金溶液；

㈢精煉：控制精煉溫度為960℃～1060℃精煉10分鐘，靜置25分鐘，氣壓0.03-0.09MPa；

㈣將精煉后的原料進(jìn)行連鑄連軋，再將連鑄連軋后的坯料拉絲；

㈤卷制彈簧，具體步驟如下：

A、下料：用乙炔氣割拉絲后的坯料確定長度，修磨切割面；

B、鍛尖：利用鍛打的方式將彈簧絲的兩端頭從圓截面過渡到矩形截面，鍛打溫度為900-1000℃，加熱時(shí)間為5-7分鐘，鍛打的終止溫度為900-940℃；

C、熱卷：將鍛尖后的彈簧絲加熱到950-1100℃，安照預(yù)定的高度、外徑和圈數(shù)進(jìn)行熱卷，保溫時(shí)間為18-25分鐘；

㈥熱處理：采用淬火-加熱-回火-二次回火的熱處理工藝，具體熱處理工藝為：

淬火：將熱卷后的彈簧放入真空淬火爐進(jìn)行淬火，淬火介質(zhì)為真空淬火油，控制淬火溫度為920-980℃，淬火時(shí)冷到230-260℃時(shí),取出空冷至室溫；

加熱：將淬火后的彈簧放入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為735-760℃，加熱16-18分鐘后停止加熱，使彈簧在加熱爐內(nèi)利用余熱維持在680-690℃保溫8-9分鐘，將彈簧取出進(jìn)行冷卻，采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以12-15℃/s的冷卻速率將彈簧水冷至430-460℃，然后空冷至370-390℃，再采用水冷以16-19℃/s的冷卻速率將彈簧水冷至室溫；

回火：將加熱后的彈簧放入真空回火爐進(jìn)行回火，控制回火溫度為450-470℃，回火時(shí)間12-15分鐘，然后采用壓縮空氣或霧狀淬火液以11-13℃/s的冷卻速率將鋼筋冷至330-350℃，然后空冷至室溫；

二次回火：將彈簧加熱至600-610℃回火53-59min后空冷至室溫；

㈦強(qiáng)壓處理：把彈簧壓至要求高度，停放12-36h，然后放開；

㈧拋丸處理：將彈簧進(jìn)行至少2次拋丸處理；

㈨清洗、退磁；

㈩退磁后的彈簧的表面進(jìn)行噴涂處理，具體為：

噴涂：采用超音速電弧噴涂純鋁涂層，純鋁涂層噴涂厚度為100±50μm；

預(yù)氧化：噴涂結(jié)束后使用氧乙炔火焰對純鋁涂層表面預(yù)氧化，制得高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧。

上述技術(shù)方案的改進(jìn)是：所述步驟㈠中高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧中各成分的質(zhì)量百分比為：C：0.25%，Cr：0.06%，Mn：0.29%，Zn：1.17%，Cu：1.14%，Ag：0.65%，Au：0.26%，Pt：0.18%，Ni：1.39%，W：1.27%，Mo：0.16%，Nd：0.03%，Ce：0.01%，Eu：0.15%，Lu: 0.12%，Ti：2.77%，AlN：0.38%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.28%,氧化鎂：0.68％, 碳化鎢:0.43%，蒙脫石:0.48%，余量為Fe。

上述技術(shù)方案的改進(jìn)是：所述步驟㈠中高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧中各成分的質(zhì)量百分比為：C：0.36%，Cr：0.09%，Mn：0.34%，Zn：1.48%，Cu：1.53%，Ag：0.86%，Au：0.39%，Pt：0.35%，Ni：1.56%，W：1.45%，Mo：0.19%，Nd：0.04%，Ce：0.01%，Eu：0.16%，Lu: 0.15%，Ti：3.24%，AlN：0.56%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.56%,氧化鎂：0.85％, 碳化鎢:0.67%，蒙脫石:0.76%，余量為Fe。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的有益效果是：

（1）本發(fā)明的高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧由于原料中含有Zn、Ni和W，加強(qiáng)了齒輪的耐熱和耐腐蝕性能；

（2）本發(fā)明的高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧由于原料中含有Ti、Al和稀土元素，減輕了彈簧的質(zhì)量，增加了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐腐蝕性能；

（3）本發(fā)明的高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧由于在原料熔煉時(shí)進(jìn)行了二次熔煉，使得原料熔煉更加徹底，可以有效去除原料中的雜質(zhì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量；

（4）本發(fā)明的高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧由于熱處理時(shí)通過兩次回火，第一次回火能夠回轉(zhuǎn)奧氏體在板條界或板條束界上形成，并在保溫過程中進(jìn)一步富集合金元素以提高穩(wěn)定性；鐵素體板條束在保溫過程中則發(fā)生回復(fù)，同時(shí)鐵素體中的有害元素也被排至回轉(zhuǎn)奧氏體中，從而改善了基體性能；第二次回火能夠在保證強(qiáng)度的前提下使回轉(zhuǎn)奧氏體富集足夠多的合金元素，使少網(wǎng)狀碳化物，使組織更為均勻，能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，進(jìn)一步增強(qiáng)接觸疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性；

（5）本發(fā)明的高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的加工工藝，通過熱處理工藝，可控制彈簧橫向與縱向凹陷造成的表面裂紋，并可使簧絲表面層產(chǎn)生與工作應(yīng)力相反的殘余應(yīng)力，受載時(shí)可抵消部分工作應(yīng)力，增加使用壽命；

（6）本發(fā)明的高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的加工工藝，通過在彈簧的表面進(jìn)行噴涂純鋁涂層，并進(jìn)行預(yù)氧化，大大提高了彈簧的耐腐蝕性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

一種高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的加工工藝，包括以下步驟：

㈠配料：所述高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧中各成分的質(zhì)量百分比為：C：0.25%，Cr：0.06%，Mn：0.29%，Zn：1.17%，Cu：1.14%，Ag：0.65%，Au：0.26%，Pt：0.18%，Ni：1.39%，W：1.27%，Mo：0.16%，Nd：0.03%，Ce：0.01%，Eu：0.15%，Lu: 0.12%，Ti：2.77%，AlN：0.38%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.28%,氧化鎂：0.68％, 碳化鎢:0.43%，蒙脫石:0.48%，余量為Fe；

㈡熔煉：

a、將高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的原料加熱熔煉，控制溫度為1300-1400℃；

b、將上一步得到的合金溶液進(jìn)行冷卻，采用水冷以14-16℃/s的冷卻速率將合金溶液水冷至室溫；

c、將上一步冷卻后的合金在熔爐內(nèi)進(jìn)行二次熔煉，將熔爐內(nèi)的溫度提高到1500攝氏度至1600攝氏度，合金被二次熔煉形成合金溶液；

㈢精煉：控制精煉溫度為960℃～1060℃精煉10分鐘，靜置25分鐘，氣壓0.03-0.09MPa；

㈣將精煉后的原料進(jìn)行連鑄連軋，再將連鑄連軋后的坯料拉絲；

㈤卷制彈簧，具體步驟如下：

A、下料：用乙炔氣割拉絲后的坯料確定長度，修磨切割面；

B、鍛尖：利用鍛打的方式將彈簧絲的兩端頭從圓截面過渡到矩形截面，鍛打溫度為900-1000℃，加熱時(shí)間為5-7分鐘，鍛打的終止溫度為900-940℃；

C、熱卷：將鍛尖后的彈簧絲加熱到950-1100℃，安照預(yù)定的高度、外徑和圈數(shù)進(jìn)行熱卷，保溫時(shí)間為18-25分鐘；

㈥熱處理：采用淬火-加熱-回火-二次回火的熱處理工藝，具體熱處理工藝為：

淬火：將熱卷后的彈簧放入真空淬火爐進(jìn)行淬火，淬火介質(zhì)為真空淬火油，控制淬火溫度為920-980℃，淬火時(shí)冷到230-260℃時(shí),取出空冷至室溫；

加熱：將淬火后的彈簧放入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為735-760℃，加熱16-18分鐘后停止加熱，使彈簧在加熱爐內(nèi)利用余熱維持在680-690℃保溫8-9分鐘，將彈簧取出進(jìn)行冷卻，采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以12-15℃/s的冷卻速率將彈簧水冷至430-460℃，然后空冷至370-390℃，再采用水冷以16-19℃/s的冷卻速率將彈簧水冷至室溫；

回火：將加熱后的彈簧放入真空回火爐進(jìn)行回火，控制回火溫度為450-470℃，回火時(shí)間12-15分鐘，然后采用壓縮空氣或霧狀淬火液以11-13℃/s的冷卻速率將鋼筋冷至330-350℃，然后空冷至室溫；

二次回火：將彈簧加熱至600-610℃回火53-59min后空冷至室溫；

㈦強(qiáng)壓處理：把彈簧壓至要求高度，停放12-36h，然后放開；

㈧拋丸處理：將彈簧進(jìn)行至少2次拋丸處理；

㈨清洗、退磁；

㈩退磁后的彈簧的表面進(jìn)行噴涂處理，具體為：

噴涂：采用超音速電弧噴涂純鋁涂層，純鋁涂層噴涂厚度為100±50μm；

預(yù)氧化：噴涂結(jié)束后使用氧乙炔火焰對純鋁涂層表面預(yù)氧化，制得高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧。

實(shí)施例二

一種高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的加工工藝，包括以下步驟：

㈠配料：所述高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧中各成分的質(zhì)量百分比為：C：0.36%，Cr：0.09%，Mn：0.34%，Zn：1.48%，Cu：1.53%，Ag：0.86%，Au：0.39%，Pt：0.35%，Ni：1.56%，W：1.45%，Mo：0.19%，Nd：0.04%，Ce：0.01%，Eu：0.16%，Lu: 0.15%，Ti：3.24%，AlN：0.56%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.56%,氧化鎂：0.85％, 碳化鎢:0.67%，蒙脫石:0.76%，余量為Fe；

㈡熔煉：

a、將高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧的原料加熱熔煉，控制溫度為1300-1400℃；

b、將上一步得到的合金溶液進(jìn)行冷卻，采用水冷以14-16℃/s的冷卻速率將合金溶液水冷至室溫；

c、將上一步冷卻后的合金在熔爐內(nèi)進(jìn)行二次熔煉，將熔爐內(nèi)的溫度提高到1500攝氏度至1600攝氏度，合金被二次熔煉形成合金溶液；

㈢精煉：控制精煉溫度為960℃～1060℃精煉10分鐘，靜置25分鐘，氣壓0.03-0.09MPa；

㈣將精煉后的原料進(jìn)行連鑄連軋，再將連鑄連軋后的坯料拉絲；

㈤卷制彈簧，具體步驟如下：

A、下料：用乙炔氣割拉絲后的坯料確定長度，修磨切割面；

B、鍛尖：利用鍛打的方式將彈簧絲的兩端頭從圓截面過渡到矩形截面，鍛打溫度為900-1000℃，加熱時(shí)間為5-7分鐘，鍛打的終止溫度為900-940℃；

C、熱卷：將鍛尖后的彈簧絲加熱到950-1100℃，安照預(yù)定的高度、外徑和圈數(shù)進(jìn)行熱卷，保溫時(shí)間為18-25分鐘；

㈥熱處理：采用淬火-加熱-回火-二次回火的熱處理工藝，具體熱處理工藝為：

淬火：將熱卷后的彈簧放入真空淬火爐進(jìn)行淬火，淬火介質(zhì)為真空淬火油，控制淬火溫度為920-980℃，淬火時(shí)冷到230-260℃時(shí),取出空冷至室溫；

加熱：將淬火后的彈簧放入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為735-760℃，加熱16-18分鐘后停止加熱，使彈簧在加熱爐內(nèi)利用余熱維持在680-690℃保溫8-9分鐘，將彈簧取出進(jìn)行冷卻，采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以12-15℃/s的冷卻速率將彈簧水冷至430-460℃，然后空冷至370-390℃，再采用水冷以16-19℃/s的冷卻速率將彈簧水冷至室溫；

回火：將加熱后的彈簧放入真空回火爐進(jìn)行回火，控制回火溫度為450-470℃，回火時(shí)間12-15分鐘，然后采用壓縮空氣或霧狀淬火液以11-13℃/s的冷卻速率將鋼筋冷至330-350℃，然后空冷至室溫；

二次回火：將彈簧加熱至600-610℃回火53-59min后空冷至室溫

㈦強(qiáng)壓處理：把彈簧壓至要求高度，停放12-36h，然后放開；

㈧拋丸處理：將彈簧進(jìn)行至少2次拋丸處理；

㈨清洗、退磁；

㈩退磁后的彈簧的表面進(jìn)行噴涂處理，具體為：

噴涂：采用超音速電弧噴涂純鋁涂層，純鋁涂層噴涂厚度為100±50μm；

預(yù)氧化：噴涂結(jié)束后使用氧乙炔火焰對純鋁涂層表面預(yù)氧化，制得高強(qiáng)度耐用圓柱壓縮彈簧。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。