1, закаляване + темпериране: основен процес на укрепване
Технически принцип
Закаляването се постига чрез нагряване на пружинна стомана до критична температура (AC3 или AC1 или по-висока), за да се образува аустенит, последвано от бързо охлаждане (закаляване с вода или охлаждане с масло), за да се получи мартензитна структура, постигайки висока твърдост и якост. Закаляването се извършва при температури под AC1, за да се елиминира напрежението при закаляване и да се регулира якостта, образувайки темперирана мартензитна структура.
параметри на процеса
Температура на закаляване: пружинна стомана с въглеродно съдържание<0.8% (such as 65Mn) uses AC3+30-50 ℃ (about 840-860 ℃), while steel with carbon content ≥ 0.8% (such as 50CrVA) uses AC1+30-50 ℃ (about 780-800 ℃).
Охлаждаща среда: За пружини с малък{0}}диаметър (<3mm), oil quenching is preferred to reduce the risk of cracking, while for large-diameter springs, water quenching can be used to improve hardenability.
Температура на закаляване: Пружините на домакинските уреди обикновено се темперират при средни температури (350~500 градуса), като балансират еластичността и устойчивостта на удар. Например, температурата на темпериране на компресионните пружини на хладилника обикновено се настройва на 420-450 градуса, за да се балансира твърдостта и издръжливостта.
Сценарии за приложение
Подходящо за сценарии като пружини на компресора на климатика и пружини на пантите на вратата на микровълнова фурна, които изискват високо{0}}вибрации и умерени натоварвания. Определена компания за домакински уреди е увеличила живота на пружината на компресора на климатика от 100 000 на 250 000 цикъла и е намалила процента на повреда с 60% чрез оптимизиране на температурата на охлаждане и времето за темпериране.
2, Изотермично закаляване: контрол на деформацията и баланс на якост и издръжливост
Технически принцип
Изотермичното охлаждане загрява пружината, за да аустенизира, бързо я охлажда до зоната на бейнитна трансформация (250-400 градуса) и я поддържа топла, за да се получи долната бейнитна структура. Този процес може значително да намали деформацията при закаляване, като същевременно подобри здравината и издръжливостта.
Предимство на процеса
Стабилност на размерите: В сравнение с традиционното закаляване, скоростта на свиване на диаметъра на изотермичните охлаждащи пружини е намалена с повече от 50%, което го прави подходящ за компоненти с високи изисквания за точност на размерите, като пружини с пръстен за балансиране в кофи за дехидратиране на перални машини.
Цялостна производителност: Долната бейнитна структура има както висока якост (якост на опън, по-голяма или равна на 1600MPa), така и добра издръжливост (удължение при скъсване, по-голямо или равно на 8%), което може да отговори на сложните изисквания за напрежение на окачващата пружина на роботизираната прахосмукачка.
Анализ на случай
Определена марка робот за метене използва изотермичен процес на охлаждане за обработка на пружината на окачването, което гарантира, че отклонението на свободната височина на пружината е по-малко или равно на 0,5 mm, като същевременно подобрява устойчивостта на умора с 30%, ефективно решавайки проблема с повредата на пружината, когато роботът пресича препятствия.
3, Термомеханична обработка: синергично укрепване на деформацията и укрепване на фазовата трансформация
технически път
Термомеханичната обработка съчетава деформация (търкаляне, разтягане) с топлинна обработка, за да се постигне усъвършенстване на зърната и увеличаване на плътността на дислокациите. Високотемпературната термомеханична обработка (закаляване след деформация над температурата на рекристализация на аустенита) може да получи ултрафина зърнеста структура, значително подобряваща якостта и якостта.
Изпълнение на процеса
Предварителна деформация: 5% ~ 15% деформация при студено изтегляне се прилага върху пружинната стоманена тел и се въвежда закаляване при работа.
Аустенизиране: Нагряване до 900~950 градуса за пълно аустенизиране на структурата.
Бързо охлаждане: Маслото се охлажда до стайна температура, за да се образува мартензит.
Темпериране при средна температура: темпериране при 450-500 градуса за получаване на темпериран мартензит.
подобряване на производителността
Торсионната пружина на направляващата плоча за въздух на климатика, която е претърпяла термична механична обработка, има граница на провлачване, увеличена от 1200MPa на 1500MPa, и ъгъл на усукване, увеличен от 45 градуса на 60 градуса. Освен това поддържа добра еластичност при ниска температура на околната среда от -10 градуса.
4, Релаксиращо лечение: освобождаване от високо-температурен стрес и поддържане на точност
Техническа подготовка
Пружините на домакинските уреди са склонни към отпускане на напрежението и постоянна деформация при продължително-натоварване или среда с висока температура (като пружините за контрол на температурата във фурната). Релаксиращата обработка елиминира остатъчното напрежение и стабилизира структурата чрез предварително натоварване и високо-температурна изолация.
поток на процеса
Предварително натоварване: Приложете статично налягане или въртящ момент от 1,2-1,5 пъти работния товар към пружината за 10-30 минути.
Високотемпературна изолация: Съхранявайте при температура с 20 градуса по-висока от работната температура (като 250 градуса за третиране с пружина във фурната) за 8-24 часа.
Бавно охлаждане: Охладете с пещта до стайна температура, за да избегнете въздействието на топлинен стрес.
проверка на ефекта
След приемане на процеса на релаксираща обработка, определено предприятие за фурна намали постоянната деформация на пружината за контрол на температурата от 0,8 mm на 0,2 mm след работа в продължение на 1000 часа в среда от 200 градуса и подобри точността на контрола на температурата с 2 градуса.
5, Повърхностна обработка: двойно подобряване на устойчивостта на износване и устойчивост на корозия
азотиране
При температура от 500-580 градуса, пружината се поставя в среда, съдържаща азот- (като амоняк), и на повърхността се образува слой от ε - Fe2-3N и '- Fe4N съединения с твърдост 1000-1200HV и увеличение на устойчивостта на износване 3-5 пъти. Подходящ за компоненти с високочестотно триене, като пружини на пръскащото рамо за съдомиялна машина.
Укрепване на ударно пробиване
Чрез въздействие върху повърхността на пружината с -изстрели от високоскоростна стомана и въвеждане на остатъчен слой на натиск (дълбочина 0,1~0,3 mm), границата на умора може да бъде увеличена с 30%~50%. След използване на технология за ударно пробиване за обработка на пружината на уплътнението на вратата на определено хладилно предприятие, животът на отваряне и затваряне беше удължен от 50 000 пъти до 120 000 пъти.
6, Ключови точки за избор на процес и контрол на качеството
Принцип на съгласуване на процесите
Пружини с тънък диаметър (<3mm): Prefer isothermal quenching or lead bath isothermal quenching to reduce deformation.
Пружина с груб диаметър (по-голям или равен на 10 mm): Приемане на процес на горещо формоване + закаляване и темпериране, за да се осигури еднаква микроструктура.
Извор на околната среда с висока температура: Трябва да се извърши релаксиращо лечение, за да се предотврати неуспех в релаксацията на стреса.
Ключови контролни параметри
Температура на нагряване: Отклонението на температурата на охлаждане на стомана 65Mn трябва да се контролира в рамките на ± 10 градуса, за да се избегне загрубяване на зърното.
Скорост на охлаждане: Скоростта на охлаждане при охлаждане на маслото трябва да бъде по-голяма или равна на 50 градуса /s, за да се осигури пълна мартензитна трансформация.
Еднородност на закаляването: Закаляването се извършва в пещ, защитена с азот, с диапазон на температурни колебания по-малък или равен на ± 5 градуса.
Мерки за предотвратяване на дефекти
Контрол на декарбонизацията: Дезоксидантът CS2 се добавя по време на нагряване в пещта със солна баня и въглеродният потенциал се контролира на 0,8%~1,0%.
Предотвратяване на напукване: Незабавно темпериране след закаляване, с интервал от по-малко или равно на 30 минути.
Точност на размерите: Използват се специални приспособления за монтаж на пещ, за да се избегне деформация на огъване, причинена от теглото на пружината.