弹簧钢丝的表面状态和疲劳性能

优良的表面状态和疲劳性能：弹簧工作时表面承受的应力较大，而疲劳破坏往往是从钢丝表面开始的，对于用在重要场合的弹簧，如轿车发动机气门弹簧一般要求疲劳寿命2.3×107次～3.0×107次，中高档轿车悬架弹簧一般要求2.0×106次～5.0×106次甚至更长的疲劳寿命，这就对材料的疲劳性能提出了很高的要求。影响材料疲劳性能的因素很多，如材料的化学成分、硬度、钢材的纯净程度、表面质量和金相组织等，尤为重要的是材料的表面质量。材料的表面缺陷，如裂纹、折叠、鳞皮、锈蚀、凹坑、划痕和压痕等，都易使弹簧在工作过程中造成应力集中。其应力集中的部位常常是造成疲劳破坏的疲劳源。疲劳源还易在表面脱碳的部位首先发生，因此严格控制脱碳层深度也是一个很重要的质量指标。为提高弹簧材料的表面质量，可以对材料表面进行磨光或抛光，在钢丝拉拔前采用剥皮工艺剥除一层材料表皮，这样可以将大部分表面缺陷去掉。弹簧热处理时可采用控制气氛或真空热处理，防止表面脱碳和氧化。

弹簧钢丝生产中的节能环保

 1 表面处理的节能改造

    弹簧钢丝生产中的表面处理，主要是去除线材或半成品钢丝表面氧化皮，并增加涂层，以利于后道工序拉拔润滑剂的带入，常见的表面处理为大池子酸洗、磷化等工艺，该工艺由于盘条整卷处理，大池子敞口，酸洗和磷化等工序需要加热，导致表面处理既不节能，也不环保，而且产品质量控制也多不便，其改造空间巨大，目前有以下几种表面处理工艺可以借鉴应用：

   （1）机械剥壳+在线连续化学酸洗或超声波清洗+涂硼在线处理，该工艺技术成熟，在钢帘线、切割钢丝、胎圈钢丝和高压胶管钢丝等产品成熟应用，具有生产效率高，产品质量稳定，用酸少，相对节能降耗；

   （2）喷丸处理+电解磷化，也偶有应用，对表面处理要求高的弹簧钢丝，也是一个较好的生产工艺，高速铁丸对线材表面质量的提高，提高弹簧寿命大有益处；

   （3）机械剥壳+砂带处理+在线涂鹏，但砂带成本相对较高，但更加环保；

   （4）隧道式封闭酸洗系统，该系统也是整卷表面处理，但自动化水平高，盘条在封闭的隧道窑内的池子里步进式清洗，酸的利用率高，但投资较大，一条年产10万吨生产线，投资高达600万元。

弹簧钢丝操作注意事项

     (1)热处理前检查表面是否有脱碳、裂纹等缺陷。这些表面缺陷将严重地降低弹簧的疲劳极限。    

 

     (2)淬火加热应特别注意防止过热和脱碳,做好盐浴脱氧,控制炉气气氛,严格控制加热温度与时间     

 

     (3)为减少变形,弹簧在加热时的装炉方式,夹具形式和冷却时淬入冷却方法。

 

     (4)淬火后要尽快回火,加热要尽量均勺。回火后快冷能防止回火脆性和造成表面压应力,提高疲劳强度。 

  怎么来判断不锈钢钢丝绳的质量好坏

 

检验不锈钢钢丝绳质量好坏的方法有以下几种：

   1、外观尺寸检查：对不锈钢丝绳直径(含圆度)表面、结构、捻法及捻制质量等项的检查。

   2、不锈钢丝绳拆股试验：不锈钢丝绳股部分或全部拆散或单丝进行试验来计算不锈钢丝绳内钢丝破断拉力总和和考核不锈钢丝绳内钢丝的性能。

   3、不锈钢丝绳破断拉伸试验：测定不锈钢丝绳在单向静拉力作用下，承受破断拉力能力的试验。

   4、松驰试验：不锈钢丝绳在初始拉力作用下，经过一定时间后，测定其应力损失的试验。

   5、压扁试验：测定不锈钢丝绳在沿向压力作用下变形程度的试验。

   6、疲劳试验：测定不锈钢丝绳规定的交变压力作用下，承受反复弯曲能力的试验。不锈钢钢丝绳：用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索，钢丝绳是由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。

气门弹簧钢丝的应用

 

气门弹簧

        在所有弹簧产品中没有比气门弹簧对材料要求更为严格了，特别是高应力及异型截面气门弹簧对材料要求近似苛刻：

 

        高强度：抗拉强度2000MPa。

 

        优异的表面质量：表面不允许全脱碳，半脱碳深度大的不能超过钢丝直径的0.5%，表面缺陷深度大的不超过40μm，为达到这种要求钢丝在加工过程中，表面要剥皮并经过两种方式（贯通式和旋转式）的涡流探伤，缺陷部位自动喷上标识。

 

        超纯净：对氧化物、硫化物的夹杂物等级均达到0级，材料中的氧含量、氮含量以及铜、铝、钛的含量均有控制要求，因此生产气门弹簧钢需要从源头冶炼就进行控制。

 

       良好的抗松弛性能：要求气门弹簧长期在120～150℃的服役条件下，负荷衰减低于5%。

 

        强度的均匀性：同一盘材料强度差大的不超过140MPa，异型截面材料如卵形截面对不同圆的曲率相切点，椭圆截面对长短轴都有特殊的要求。

油淬火油的特性

 

热处理油的性能特点和使用范围： 　　

 

1、普通淬火油：冷却性能强、氧化安定性好，适用于盐浴炉或保护气氛的轴承钢、工具模具钢、合金钢和渗碳钢等工件的淬火。最佳使用温度50-80℃。 　　

 

2、快速淬火油：冷却速度快、氧化安定性好、光亮性中等，适用于高冷速的调质、渗碳等零件和大型锻造件、大型齿轮及淬火压床的淬火。使用温度20-80℃。 　　

 

3、快速光亮淬火油：冷却速度快、氧化安定性好、光亮性好，适用于轴承钢、工模具钢及其它结构钢材在保护气氛下淬火。使用温度20-80℃。 　　

 

4、超速淬火油：冷却速度更快、氧化安定性好，适用于汽车、轴承、矿山机械、冶金机械及工模具行业大型零件的加热淬火、渗碳或碳氮共渗淬火，也适用于中碳钢及其它类型合金钢淬火。使用温度20-60℃。 　　

 

5、真空淬火油：饱和蒸汽压低、冷却性能好，光亮性好，适用于轴承钢、工模具钢、大中型航空结构钢等材料的真空淬火，初用时应在真空下将油中空气脱出。使用温度20-80℃。 　　

 

6、等温分级淬火油：冷却性能好、零件变形小，适用于轴承钢、渗碳钢制的轴承内外圆、精密零件、汽车齿轮、半轴等工件以及易变形零件的淬火。使用温度1号120℃，2号150℃。 　　

 

7、回火油：粘度大、闪点高、挥发小、热氧化安定性好，适用于淬火后工件回火，1号使用150℃温度，2号使用温度200℃。热处理油的国际分类   国际标准化组织(ISO)的TC28分委员会于1993年提出了ISO/DIS 6743/14润滑剂、工业润滑油和有关产品(L类)的分类－第14部分：U组(热处理)。我国则参照工本JIS－K2242-80标准提出了SH0564-93热处理油的分类标准。

 

下面是国际标准分类方法：  

 

1、热处理用油：有些品种的油很容易被水冲洗掉，因为油的配方中加入了破乳剂，这些油品可称为“可溶性油”，制造商可以按照用户要求确定这种油。 

 

(1) 冷淬火(＜80℃) ：A快速淬火油，UHA；B普通(正常) 淬火油，UHB。 

 

(2) 半热淬火(30℃－130℃) ：A快速淬火油，UHC；B普通(正常) 淬火油 UHD。

 

(3) 热淬火(130℃－180℃) ：A快速淬火油，UHE；B普通(正常) 淬火油，UHF。 

 

(4) 高温淬火(＞180℃) ：A快速淬火油，UHG；B普通(正常) 淬火油，UHH。 

 

(5) 真空淬火，UHV。 

 

(6) 其它，UHK。

 

2、热处理用水：  

 

(1)表面淬火：A水，UAA；B快速淬火用的含水液体，UAB；C慢速淬火用的含水液体，UAC。 

 

(2)整体淬火：A水，UAA；B快速淬火用的含水液体，UAD；C慢速淬火用的含水液体，UAE；

 

(3) 其它： UAK。  

 

3、处理用熔融盐：  

 

(1) 150℃－500℃：熔盐(150℃－500℃) ，USA； 

 

(2) 500℃－700℃：熔盐( 500℃－700℃) ，USB； 

 

(3) 其它：USK。  

 

4、热处理用气体：A空气，UGA；B中性气体，UGB；C还原气体，UGC；D氧化气体，UGD。 

 

5、流化床：UF。 

 

6、其它：UK。  

 

热处理油的国内分类  

 

I类冷淬火油：  

 

A、普通淬火油，用于小尺寸淬透性好的材料淬火。

 

B、快速淬火油，用于大、中型材料淬火。

 

C、超速淬火油，用于大型及淬透性差的材料淬火。 

 

D、光亮淬火油，用于中小截面轴承钢、工模具钢、量刃具钢及仪表零件在保护气氛下的淬火。

 

E、快速光亮淬火油，用于中型及淬透性差的材料在可控气氛下淬火。

 

F、1号真空淬火油，用于中型材料在真空状态下淬火。 

 

G、2号真空淬火油，用于淬透性好的材料在真空状态下淬火。  

 

II类热淬火油：  

 

A、1号等温、分级淬火油，用于120℃左右热油淬火。 

 

B、2号等温、分级淬火油，用于160℃左右热油淬火。 

 

III类回火油： 

 

A、1号回火油，用于150℃左右回火。 

 

B、2号回火油，用于200℃左右回

关于油淬火-回火钢丝你了解多少呢？

 

油淬火一回火钢丝由于表面硬度高,耐磨韧性好等优势，在行业中的应用目前已相当的广泛。本文就简单的介绍些油淬火-回火钢丝的一些情况，如油淬火-回火钢丝的热处理、油淬火-回火钢丝的发展趋势等。

 

油淬火一回火钢丝的出现比冷拔弹簧钢丝晚几十年，它对弹簧行业的生产技术带来了一次飞跃。因为，弹簧钢丝冷拔到所需规格后，不是靠冷变形强化达到所要求的力学性能指标，而是通过马氏体相变强化来实现。只要钢有足够的淬透性，粗、细钢丝均能获得比较匀细的回火马氏体和良好的综合力学性能。这类钢丝内部没有内应力，挺直性能优异，冷绕簧性能良好，而且质量均匀稳定，弹性极限较高，抗疲劳性能好，从而取代用退火料绕簧后再进行逐个淬火一回火的生产工艺，极大地提高了劳动生产率和产品质量。大直径的火油淬火一回火弹筒钢丝是一种应用前景很广阔的材料。

 

油淬火一回火弹簧钢丝分两大类：一类是普通质量的油淬火一回火钢丝，用于制造重要用途的机械弹簧。另一类是专门用来制造阀门弹簧或其他要求高疲劳性能的阀门弹簧钢丝。主要不同点是后者的冶金质量高，含有害杂质元寨更少，非金属夹杂物数量少，表面质量更高，力学牲能波动范围更严等。

 

形变热处理技术在弹簧钢方面的应用较为广泛，低温形变热处理(LTMT)弹簧钢丝的开发是具体实例之一。实际上它是一种超细晶粒、高强度的油淬火-回火弹簧钢丝。在相同的塑性条件下，形变热处理弹簧钢丝的抗拉强度比普通油淬火钢丝高250-300MPa。

 

油淬火-回火弹簧钢丝的淬火加热温度由钢种、丝径大小及在炉内加热时间长短等因素决定，一般选800-950度，其下限适于处理碳素钢和锰钢，上限适于处理50CrVA等低合金钢丝。加热时间  与炉温、丝径大小及其运行速度等有关，炉温越高、丝径越细、则加热时间越短，每毫米直径需加热30～50s，低合金钢丝的加热时间应为碳素钢丝的2～3 倍。淬火油温应控制在40~70度，油应循环流动，保证冷却均匀稳定，获得匀细的马氏体。回火一般在铅浴中进行，回火温度和时间应根据钢种，丝径大小及其运行速度快慢来决定。

 

油淬火一回火工艺中存在的质量问题主要有：

 

①钢丝表面脱碳超标。

 

②硬度过高，这是回火不足造成的，导致钢丝变脆。

 

③组织粗大，这是加热温度过高的结果。

 

④操作不当，使钢丝发生碰伤或刻痕等缺陷。

 

我国自70年代开始研究和生产油淬火一回火钢丝，并列入国标。

 

主要品种有：阀门用油淬火一回火铬钒合金弹簧钢丝(GB2211)、阀门用油淬火一国火碳素钢丝(GB4359)、油淬火回火碳素弹簧钢丝(GB4360)、油淬火回火硅锰合金弹簧钢丝(GB4361)及阀门用油淬火回火铬硅合金弹簧钢丝(GB4362)。这类弹簧钢丝已在汽车拖拉机等生产中得到广泛应用。

铅淬火和油淬火弹簧钢丝的优缺点和用途？ 

 

 

 

铅浴淬火弹簧钢丝一般多见于碳素弹簧钢丝和65Mn，T9A，T10A等弹簧钢丝，这是比较常用的普通弹簧钢丝，材料的组织为极细的珠光体。弹簧成型后只需进行回火处理。 油淬火弹簧钢丝是70年代在我国发展起来的合金弹簧钢丝，它的特点是有很好的抗疲劳性和抗弹性减退性能，适于制作诸如气门弹簧等要求疲劳性能好交变频率高的弹簧。弹簧成型后只需进行回火处理。它的价格要比铅浴淬火弹簧钢丝高。

 

 

 

两者一般都是弹簧成型后只需进行回火处理。

 

 

 

碳素弹簧钢丝的另一类型是马氏体强化钢丝，又称油淬火回火钢丝。碳素钢丝通过淬回火处理，可获得良好的综合力学性能，当钢丝规格较小时（φ≤2.0mm），油淬火回火钢丝的各项强度指标比索氏体化处理后冷拉钢丝要低。当钢丝规格较大时（φ≥6.0mm）索氏体化的钢丝不可能采用很大减面率来获得所要求的强度指标，而油淬火回火钢丝只要完全淬透就可以获得比冷拉钢丝更高的性能。在抗拉强度相同条件下，马氏体强化钢丝比冷变形强化钢丝具有更高的弹性极限。冷拉钢丝金相组织呈纤维状，各向异性明显，油淬火回火钢丝金相组织为均匀的回火马氏体，几乎是各向同性的。同时油淬火回火钢丝的抗松弛性能优于冷拉钢丝，使用温度（150～190℃）也高于冷拉钢丝（≤120℃）。大规格油淬火、回火钢丝大有取代冷拉钢丝趋势。

 

 

 

一、结构钢

 

（1）建筑及工程用结构钢简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如弹簧钢、低合金钢、钢筋钢等。

 

（2)机械制造用结构钢--是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质弹簧钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等

 

二、弹簧钢 一般用于制造各种工具，如碳素弹簧钢、合金弹簧钢、高速弹簧钢等。按用途又可分为刃具钢、弹簧钢、量具钢。

 

三、特殊钢 具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等。

 

四、专业用钢 这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。 按钢的品质分

 

(1)普通钢 钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如弹簧钢、低合金结构钢等

 

(2)优质钢 钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04%，如优质弹簧钢、合金结构钢、碳素弹簧钢和合金弹簧钢、弹簧钢、轴承钢等

 

(3)高级优质钢 钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金结构钢和弹簧钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”以便识别。

合金弹簧钢丝标准、适用范围及工艺特点

 

我国合金弹簧钢丝分三类，合金弹簧钢丝，油淬火回火硅锰弹簧钢丝，阀门用油淬火回火铬硅合金弹簧钢丝，从发达国家合金弹簧使用现状来看，油淬火回火钢丝所占比例越来越大，日本工业标准（JIS）规定，合金弹簧钢丝全部以油淬火回火状态供货。

　　(1) GB/T5218-1999《合金弹簧钢丝》

　　该标准将原GB5218-85《硅锰弹簧钢丝》、GB5219-85《铬钒弹簧钢丝》和GB5221-85《铬硅弹簧钢丝》三个标准合并成一个标准。

　　标准适用于制作高、中应力弹簧用合金弹簧钢丝，钢丝缠簧成形后需经淬火回火处理才能使用。

　　标准列出60Si2MnA、50CrVA和55CrSiA三个钢号，同时规定根据需方要求，可以供应其它牌号钢丝。

　　钢丝一般按冷拉状态交货，成品直径≤5.0mm检验抗拉强度σb≤1035Mpa，直径>5.0mm钢丝检验HB≤302，相当于轻拉状态。生产中大规格（Ф>8.0）成品冷拉减面率不超过25%，小规格钢丝（Ф≤5.0）减面率不超过30%。退火状态交货钢丝太软，极易产生死弯，缠簧时往往造成簧形不好，螺距不均。冷拉减面率偏大时钢丝太硬、缠簧时反弹大，粗簧成形困难。所以直接缠簧的钢丝以轻拉状态供货较为合适。对于钢丝购回还要进行冷加工（如压扁、轧成异型截面等）的用户，应推荐选用退火状态交货钢丝。

　　为保证缠簧性能，成品钢丝进行缠绕试验，直径≤5.0mm钢丝在相当于钢丝直径1～2倍的芯棒上缠绕6圈，不得破裂和折断。

　　脱碳和表面缺陷严重的降低弹簧疲劳寿命，必须严格控制。特别是60Si2MnA和55CrSi，含硅量较高，退火时极易脱碳。盘条球化退火和半成品再结晶退火推荐采用低温，长时间的退火工艺。如前所述，疲劳寿命要求高的弹簧，必须选用磨光钢丝，但需要分清是退火磨光还是冷拉磨光。50CrV软态钢丝磨光时磨屑极易粘附到钢丝表面，形成不规则小白点，所以尽可能采用冷拉磨光工艺，减少表面"白点"。

　　在表面质量保证条件下，夹杂含量就成为影响疲劳寿命的重要因素，所以标准规定，需方有要求时可增加非金属夹杂物，石墨碳检验。

光亮钢丝的表面光洁度和公差范围的阐述

 

光亮钢丝的技术参数：特指以水箱拉丝机生产的光亮钢丝。

 

一，表面光洁度

 

表面基本没有拉丝润滑剂的残留，但有少许的残留，以用手擦过能留下少量的黑色油污为标准；

 

1,表面没有黑色油污，用手擦过没有黑色油污残留的钢丝，除采用酸洗工艺生产外，都是因为钢丝在拉拔过程中由于模具损坏或变异而已经破坏了钢丝表面及破坏了钢丝的圆整度，此种钢丝应当为不良品。

 

2,伪光亮钢丝表面已经镶嵌了许多拉丝的润滑剂，外观的光泽来自拉丝过程中的抛光作用，用手擦过有黑色油污残留，最大的害处是将此种钢丝焊接到冷凝器或蒸发器后，在后续的涂装工艺中不能去除，从而不能保证盐雾试验合作，也使产品的使用年限大降低，容易在使用中锈蚀。此种产品不属于光亮钢丝，使用可能会降低产品品质，应当谨慎选择使用。

 

3,根据拉丝工艺的限制，如果钢丝在模具中经过没有润滑，必将破坏钢丝表面，故光亮钢丝表面的少许的黑色润滑剂残留属于工艺残留。如果没有残留反而可以证明钢丝表面已经破坏。以光亮钢丝表面不能有一点点油污为判断光亮钢丝表面好坏的方法，是没有任何科学依据的，也是非常盲目和欠缺科学经验的，当然酸洗工艺的光亮钢丝除外。

 

４,在实际的生产中，个人建议将以水箱拉机正常开机生产出来的卷钢丝的光泽度和表面光洁度为判断标准，着实比较合适。

 

 

 

二，公差范围：根据国家标准光亮钢丝的公差范围应当是±0.03mm。

 

１，根据实际生产管理中得到的经验，用国家标准来取钢丝的公差范围是非常科学的。不但能够确立一个工业生产的标准，而且实际使用中也是非常经济，能够提高生产钢丝的性价比，并且不会影响到冷凝器和蒸发器的焊接效果及升高脱焊率。

 

2,在近几年中，实际使用钢丝的冷凝器和蒸发器工厂都为了保证产品的成品率，降低焊接中的脱焊率，将公差范围限制到±0.02mm或者更小,根据实际生产调查，此举只是在生产中排除了由钢丝引起的脱焊可能，并非能够实质地在原来的基础上降低脱焊率。

 

钢丝同邦迪管的焊接的牢固程度，一般同焊机的电流、电压、焊接时间、邦迪管的圆整度及邦迪管和钢丝材质的相似度有关系。用将钢丝的公差范围控制在±0.02mm之内或更小是缘木求鱼，并且提高了钢丝的加工成本。

 

三，特别提示的是伪光亮钢丝的使用，如果不采用酸洗方法去除表面的油污（酸洗污染环境），将使冷凝器和蒸发器在涂装时，塑粉或者油漆涂装在油污外层，从而将缩短产品的使用寿命。对于光亮钢丝的原义来讲伪光亮钢丝是光亮钢丝中的伪劣产品。

 

伪光亮钢丝，从实质上来讲是黑钢丝，只是利用拉丝工艺的抛光作用，使得黑钢丝表面的黑色润滑剂得以抛光而拥有了象光亮钢丝一样的光泽而已，其害处是此方法将黑色润滑剂镶嵌在钢丝表面中，难以在后续生产中去除。

关于黑色金属磷化的质量控制和检验方法

 

 

磷化后的工件，根据其用途，对其质量指标进行分项检验。主要质量控制指标，包括磷化膜外观、磷化膜厚度或膜重、磷化膜或后处理以后的耐蚀性三大共性指标。根据磷化用途有时还要检测：磷化与漆膜配套性、磷化膜硬度、摩擦系数、抗擦伤性等指标。关于磷化的三共性指标，可参照如下标准及方法。  磷化膜外观：采用目测法，相关标准GB /T 11376-1997《金属的磷酸盐转化膜》和GB/T 6807-2001《钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件》。

 

 

 

磷化膜厚度或膜重：膜厚度测量采用GB/T 6462-2005《金属和氧化覆盖层 厚度测量显微镜法》，也可采用测厚仪，按照GB/T 4956-2003《磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测量磁性法》或GB/T 4957-2003《非磁性金属基体上非导电覆盖层测量涡流方法》。膜重测量采用重量法，可依照GB/T 6807-2001《钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件》或GB/T 9792-2003《金属材料上的转化膜 单位面积膜质量的测定 重量法》。

 

 

 

耐蚀性：检测磷化膜本身的耐蚀性可采用硫酸铜点滴法，在干燥后未浸油的工件上滴3-5%CuSO4溶液，大于1min不出现红色斑点为合格。

氯化钠盐水浸泡法和盐雾试验法：点滴法和盐水浸泡法可依照GB /T6807-2001《钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件》，磷化膜经过后处理如涂油，涂蜡，涂漆后一般进行盐雾试验检验。盐雾试验可依照GB /T1771-1991《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》或GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》。

 

1 涂漆前打底用磷化

 

用于漆前打底的磷化处理，其主要目的是提高漆膜的附着力和涂层系统的耐蚀性，因此重点在于与漆膜的配合性能方面。一般对磷化质量检测指标包括膜外观、膜厚度和与漆膜配套后的性能。膜外观应为均匀细密完整的磷化膜，其外观应为均匀细密完整的磷化膜，对锌铁系磷化，其外观应为完整的红蓝彩色膜。磷化膜不宜过厚，一般膜重应小于7.5g/m2,最佳为1.5～3.0g/m2，对于锌铁系磷化膜重0.5～1.0g/m2为宜，过厚和粗糙的磷化膜是不利涂漆的。耐蚀性指标包括磷化膜本身的耐蚀性和涂漆前不应出现泛黄生锈现象。磷化与漆配合后的耐蚀性是最为重要的，它体现了磷化膜与漆协同后的整体耐蚀能力。磷化膜与涂漆配合后除检测耐蚀性外，一般还需测定其漆膜的机械物理性能，如：附着力、冲击强度、抗弯能力（柔韧性）等。

 

 

 

涂漆前打底用磷化的质量指标及检测方法一般应参照国家标准GB/T 6807-2001《钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件》，该标准对磷化膜的各项质量指标及检测评价方法都有较详细的规定，其主要内容如下：

 

（1）磷化膜外观应为结晶致密、连续均匀的浅灰到深灰色膜，对于轻铁系磷化应为连续彩色膜。允许出现下述缺陷；轻微的水迹，铬酸盐痕迹、轻微挂灰现象，由于热处理焊接及加工等表面状态不同造成的磷化膜缺陷。对于下述则是不允许出现的缺陷：磷化膜出现泛黄生锈、磷化膜疏松、磷化露底局部无膜，严重挂灰。

 

（2）涂漆用磷化膜重应低于7.5g/m2。

 

（3）磷化膜的耐蚀性采用盐水浸泡法，磷化工件在3%NaCl水溶液中，在15～25℃温度下，浸泡1h不应出现锈蚀。磷化与漆膜配合后的耐蚀性检测是将磷化工件涂覆25～35μm的A04-9白氨基漆，划痕后进行盐雾试验（按GB/T 1771-1991）经24h盐雾试验（铁系磷化是8h盐雾试验）漆膜应无起泡、生锈、脱落现象。

 

GB/T 6807-2001对硫酸铜点滴法没有作为必须检测的项目，认为可作为工序间磷化质量的快速检验方法，而对磷化与涂漆配合后的耐蚀性作为必检项目。

 

对于漆前磷化的检验指标及方法也可参照GB/T 11376-1997《金属的磷酸盐转化膜》。

 

因此，从标准的规定检验项目看，漆前打底用磷化应该是致密、均匀、薄层磷化膜，应着重检验磷化与油漆配套后的耐蚀性及机械物理性能。

 

2 对防锈、耐蚀用磷化

对于这类磷化，其主要目的是为了耐蚀防护，其耐蚀性是最为重要的指标。一般的质量检测指标包括硫酸铜点滴要大于1min，耐盐水大于2h，盐雾试验大于1.5h。有关涂油或涂蜡后的耐蚀性检测，最好采用盐雾试验，具体应达到的耐盐雾时间，可由供需双方商定。

 

3 润滑、耐磨减摩磷化

起润滑作用的磷化主要用在冷加工方面，一般是锌系。耐磨减摩磷化是用于载荷摩擦运动的工件，常规的是锰系磷化。

 

对于起润滑作用的磷化，主要检验外观、膜重、耐蚀性以及皂化后的滑润性，有时要测定摩擦系数。要求磷化膜外观应均匀完整，一般膜重大于5g/m2,以保证有一定的膜厚，经皂化后，明显降低摩擦力，减少模具损伤，减少工件冷作时的开裂。

 

对于耐磨减摩磷化，一般为锰系磷化，其磷化膜外观应为均匀完整深灰或黑色膜。对于配合间隙小的零部件，其膜重应在1～3g/m2，动配合间隙大的工件，其膜重应在5g/m2以上。要求这类磷化有较高的硬度和抗擦伤性能，具体指标可由供需双方商定。同时耐磨减摩磷化应有较好的耐蚀性，通常耐盐雾应在1.5h以上。对于润滑、耐磨减摩磷化同样可参照GB/ T11376-1997。

 

4 其它用途的磷化

 

磷化除了用上述三个领域外，还可用于电绝缘方面，装饰性方面。其常规质量检测指标为外观、膜重和耐蚀性。对电绝缘磷化，要求检测单位面积上的表面电阻。对装饰性磷化要根据不同的要求进行染色处理，要求不同的颜色色度和耐蚀性，这些指标的检测方法和控制范围一般由供需双方商定。

磷化质量指标的检测和控制，是根据其用途的不同要有各种不同的要求，除常规的外观、膜重，某些磷化的耐蚀性有标准可遵循外，大部分指标及检测方法都是由供需双方商定。

 

 

GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》的现行标准是GB/T10125-2012。

60si2mna油淬火弹簧钢丝的工艺生产流程

 

 

60si2mna淬火效果的重要因素，淬火工件硬度要求和检测方法：

 

淬火工件的硬度影响了淬火的效果。淬火工件一般采用洛氏硬度计，测试HRC硬度。淬火的薄硬钢板和表面淬火工件可测试HRA的硬度。厚度小于0.8mm的淬火钢板、浅层表面淬火工件和直径小于5mm的淬火钢棒，可改用表面洛氏硬度计，测试HRN硬度。

 

 

 

60si2mna的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。

 

常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与60si2mna中其他组织相比，马氏体硬度最高。钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。

 

 

 

将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的60si2mna获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。

 

 

 

60si2mna淬火生产工艺流程关键控制点

 

钢丝出炉时在托线轴上要分开，同时不能磨损炉管内壁。 四、钢丝进入铅液前的木碳、覆盖剂要保持10～15㎝厚，每炉线生产完毕后要更换木碳，同时清理铅渣。表面木碳要保持潮湿，当木碳变成灰白色时，要立即更换木碳，保证木碳覆盖严密，防止空气进入导致钢丝表面氧化。

 

 

 

钢丝热处理过程中，要根据冷拉钢丝线径，调整放线张力。热处理后钢丝头、中、尾必须测量三次线径。在烤Φ3.0、Φ3.45、Φ3.8钢丝时、每盘线头部的几十米过烧线段、必须用黄漆做好标识、并在生产日报表及作业卡上标注清楚。

 

 

 

生产过程中放线、收线区域的过线轮、导轮、牵引盘、箱体必须保证不损伤钢丝表面。

 

 

 

炉管三个月必须更换1次，并做好记录。振动清洗箱内的陶瓷颗粒覆盖钢丝必须严密，如不严密要随时添加。

 

 

 

铅锅中间段覆盖剂周期为二个月.当使用到一个月时，需添加6～8袋中间料；到第二个月时，需全部更换新的中间料（800公斤）。同时清理铅渣、氧化铅，保证铅液面保持在430～450㎜的工作状态（每周测量一次、并做好记录、如低于此范围、应及时添加铅锭）。 六、铅土在使用过程中，由于钢丝的抖动会产生“掏洞”现象，必须随时用铁锹拍实。铅土不够时、及时补充。

 

 

 

以上关键控制点望各班组生产人员严格遵守执行，工序主任每天巡检，生产部定期检查，对执行不到位的班组给予处理。

 

 

 

铅锅前后压线轴、托线轴每三炉线生产完毕必须检查1次，磨损严重时需调整轴向或更换。

 

 

 

生产过程中严禁钢丝在铅锅中绞线，导致挂铅，有挂铅现象时必须及时处理。

 

 

 

出铅锅冷却水水温1#炉控制在60℃以下、2#炉控制在80℃以下，喷淋孔应畅通无阻，保证钢丝在入酸液时不形成过大的汽泡和蒸气。 

如何选择弹簧钢丝

 

       1)明确是采用生拉钢丝还是铅淬火钢丝；

　　2)提出钢丝直径、强度级别（组别）及标准号（按表1.1选择）要求；

　　3)如有特殊的强度、直径允许误差等要求应提出（标准参数在第2及第3部分）；

　　4)特殊包装及标志要求；

　　5)碳钢弹簧适合在长期温度121℃条件下工作，更工作温度应选用合金弹簧钢。

　　3特殊需求

　　异形截面：方形、矩形、六角形等。

　　退火处理：适合再进行大变形塑性加工，如压扁、轧成三角形等。

　　稳定化处理：钢丝放出后会弹直，残余应力消除较好。

　　表面状态：标准状态为磷化后冷拉状态，其它特殊状态有镀锌、镀镍及无磷化等。

　　琴钢线：按ISO标准的DM、DH级别，或按JISG3522标准交付。

　　合金弹簧钢丝：本资料仅包括碳钢，合金钢丝可按退火及冷拉状态供应。

　　特殊需求是否能满足要在订购时确认。

　　4包装和标识

　　包装

　　钢丝交付时采用盘卷包装，特殊包装（木箱、铁桶、托盘、线架）可协商。

　　所有弹簧钢丝涂以防锈油，不需要涂油时应在订购时申明。盘卷装钢丝绑扎后用塑料编织布或其它材料包装。

油淬火弹簧钢丝钢材的常见缺陷主要有哪些？

 

 

油淬火弹簧钢丝钢材的常见缺陷主要有三大类：

一、表面质量缺陷 二、内部质量缺陷 三、外形尺寸缺陷

 

 

一、表面质量缺陷

 

1、表面裂纹：指钢材表面呈直线形的裂纹现象，一般应与锻造或轧制方向一致。

 

形成原因：主要是因为在加工（锻造、轧制、热处理调质）过程中因表面过烧、脱碳、疏松、变形和内应力过大以及表面硫、磷杂质含量较多而产生的发纹、热裂纹和冷裂纹。

 

表面裂纹可以通过肉眼观察、酸洗、磁粉探伤、着色检验和金相等方法检验出来。在确认裂纹时，必须注意区分钢材表面的氧化皮本身质脆疏松经过轻微弯曲而呈现的裂纹，而钢材本身并没有裂纹。

 

2、重皮与折叠：钢材表面黏结的呈“舌状”或“鳞状”的金属薄片，在局部表面形成重叠，有明显的折叠纹。

 

形成原因：在热加工过程中由于钢坯上的飞边、毛刺、凹陷、夹杂物、皮下气孔和表面疏松等，在热变形时金属流变，开口于表面形成重皮与折叠。

 

3、耳子：指钢材表面沿轧制方向延伸的凹起。

 

形成原因：轧机孔型间隙过大，使钢材表面沿孔隙形成凸起。

 

4、刮伤：也叫划伤，指钢材表面在外力作用下呈直线或弧形的沟痕（可见到沟底）。

 

 

 

二、内部缺陷

 

1、偏析：实际上是钢中化学成分不均分现象的总称。在酸浸试样上，当偏析是易蚀物质或气体夹杂聚集是呈颜色深暗、形状不规则、略显凹陷、底部平坦，并有很多密集微孔的斑点，若为抗蚀元素聚集，则呈颜色浅淡，形状不规则，比较光滑的微凹斑点。根据偏析出现的位置和形状，通常把它们归纳为以下几类：

 

①中心偏析：出现在中心部分，呈形状不规则的深暗斑点。

 

②锭型偏析：集中在一条宽窄不同、具有原钢锭横截面形状（一般为方形）的闭合带上的深暗色斑点，所以锭型偏析也叫方框偏析。

 

③点状偏析：斑点一般较大，呈颜色较深、略显凹陷的图形，椭圆形或瓜子形。一般分布的，称为一般点状偏析：分布在钢材边缘部分的，叫做边缘点状偏析。

 

形成原因：偏析是在钢锭浇注凝固过程中，由于选择结晶和扩散作用引起某些元素的聚集。偏析是一般生产情况下无法避免的。

 

2、疏松：钢材内部的孔隙，这种孔隙在低倍样上一般呈现不规则多边形，底部尖狭的凹坑，通常多出现在偏析斑点之内。严重时，有连成海绵状的趋势。根据疏松分布的情况把它们分为中心疏松和一般疏松两大类：

 

①中心疏松：在低倍试样中心部位呈集中的空隙和暗黑小点。纵向断口上呈轻微夹层，在显微镜下可以看到中心疏松处珠光体增多，说明中心疏松处含碳量增多。

 

②一般疏松：在低倍试样上组织致密，呈分散的小孔隙和小黑点。孔隙多呈不规则的多边形或图形，分布在除了边沿部分以外的整个断面上。

 

中心疏松一般出现在钢锭头部和中部，和一般疏松的区别在于分布在钢材断面和中心部位而不是整个截面。通常含碳量越高的钢中，中心疏松越严重。

 

形成原因：钢锭在凝固过程中，由于晶间部分低熔点物质之后凝固收缩和放出气体产生空隙，而在热加工过程中未配焊管。

 

在钢中，轻微的偏析，较高的疏松级别是可以允许存在的。

 

3、夹杂：夹杂分金属夹杂和非金属夹杂。

 

①金属夹杂：主要是浇铸过程中，金属条、片、块误落入钢锭模内或在冶炼末期加入的铁合金块等未及熔化所形成的缺陷，在低倍样上，多呈现边缘清晰，颜色与周围显著不同的几何形状。

 

②非金属夹杂：在浇注过程中，没有来得及浮出的熔渣或剥落到钢水中的炉衬和浇注系统内壁的耐火材料等，较大的非金属夹杂物很好辨认，而较小的夹杂腐蚀后剥落，留下细小的圆形小孔。

 

4、缩孔：在低倍样上，缩孔位于中心部位，其周围常是偏析、夹杂或疏松密集的地方，有时在腐蚀前就可以看到洞穴或缝隙。腐蚀后孔穴部分变暗，呈不规则褶皱的孔洞。

 

形成原因：钢锭浇注时，之后凝固的部分（心部）钢液凝固收缩后得不到填充而遗留的宏观孔穴，缩孔主要形成在钢锭头部（帽口端）。

 

5、气泡：在低倍样上，是与表面大致垂直的裂缝，附近略有氧化和脱碳现象，在表面以下的位置存在称为皮下气泡，较深的皮下气泡称为针孔。

 

形成原因：钢锭浇注过程中所产生的气体和放出的气体造成的缺陷。

 

6、裂纹：在低倍样上，轴心位置沿晶间开裂，成蛛网状，严重时呈放射状开裂。

 

形成原因：主要是两种，一种是钢锭在凝固冷却时，由于某种原因而产生的内部撕裂，在锻轧过程中未能焊合；另一种则由于锻造不当而产生的内部开裂。

 

7、白点：在低倍样上呈细短的裂缝，一般集中在钢材的内部，在厚度20-30mm表面层内几乎没有，因为裂纹不易区分，应补作断口试验予以验证。白点在断口上显示为粗晶粒状的银亮白点。

 

形成原因：一般认为是氢和组织应力的作用，就是氢气脱析集到疏松微孔中产生巨大压力和钢相变时所产生的局部内应力联合造成的细小裂缝。

 

 

三、外形尺寸缺陷

 

1、尺寸起差：包括钢材的长度、直径、厚度、正负公差、修磨深度、宽度等尺寸不符合订货标准的要求。

 

2、椭圆度：指圆形截面的钢材截面上较大较小直径之差。

 

3、弯曲度：钢材在长度和宽度方向不平直，不同材料的弯曲度有不同的名称，型材以弯曲度表示；板、带则以镰刀弯、波浪弯、飘曲度表示。

 

4、扭转：条形钢材沿轴向扭成螺旋状。

 

钢丝常见缺陷

 

1、划伤2、麻坑3、局部皴裂4、裂纹5、弯曲6、椭圆7、脱碳

 

客户使用中常见问题

 

1、绕制断裂2、绕制有响声3、簧径不稳定，高度不一4、疲劳寿命达不到要求

 

划伤：一般属于在拉拔过程中磷化质量不佳，导制拉丝模损坏而划伤钢丝表面

 

麻坑：一般属于锈蚀或者原材料盘条表层气泡遗传

 

局部皴裂:一般属于局部非金属夹杂或者原材料盘条局部存在硬化相组织，后续经拉拔不利于延展引起

 

裂纹：一般属于原材料盘条遗传或者细规格钢丝压缩率过大，使钢丝内应力过大引起

 

弯曲：一般属于人为搬运挂弯

 

椭圆：拉丝模椭圆引起

 

脱碳：原材料遗传或热处理时氧化严重所致

 

绕制断裂：1、局部存在缺陷2、弹簧旋绕比小，钢丝硬度过大3、局部出现硬化组织，材料通条性差，一般与材料局部偏析有关

 

绕制有响声：钢丝表面润滑不够，表层氧化膜不均匀或者材料硬度高

 

簧径不稳，高度不一：钢丝通条性能不好，或者绕簧机设置出现异常

 

疲劳寿命达不到要求：1、材料表面存在麻坑、划伤、擦伤、裂纹、微裂纹（喷丸不当产生）表层非金属夹杂、折叠、脱碳或者材料偏析严重等2、弹簧设计不当、两端不平在做疲试时应力集中某一点2、材料组织粗大3、表面喷丸不充分4、绕簧后回火不充分，应力未完全清除

 

这种产品严谨接触酸，容易脆断（也就是氢脆）

 

非金属夹杂：a:硫化物b：氧化铝c:硅酸盐d:球状氧化物

常用弹簧钢及热处理方式

 

 1. 65 、70 、85： 可得到很高强度、硬度、屈强比，但淬透性小，耐热性不好，承受动载和疲劳载荷的能力低 应用非常广泛，但多用于工作温度不高的小型弹簧或不太重要的较大弹簧。如汽车、拖拉机、铁道车辆及一般机械用的弹簧

65Mn 成分简单，淬透性和综合力学性能、脱碳等工艺性能均比碳钢好，但对过热比较敏感，有回火脆性，淬火易出裂纹 价格较低，用量很大。制造各种小截面扁簧、圆簧、发条等，亦可制气门弹簧、弹簧环，减振器和离合器簧片、刹车簧等。

  

2. 55Si2Mn 、60Si2Mn 、60Si2MnA 硅含量(Wsi)高(上限达2.00％)，强度高，弹性好。抗回火稳定性好。易脱碳和石墨化。淬透性不高 。

主要的弹簧钢类，用途很广。制造各种弹簧，如汽车、机车、拖拉机的板簧、螺旋弹簧，汽缸安全阀簧及一些在高应力下工作的重要弹簧，磨损严重的弹簧。

  

55Si2MnB 因含硼，其淬透性明显改善 轻型、中型汽车的前后悬挂弹簧、副簧。55Si2MnB 我国自行研制的钢号，淬透性、综合力学性能、疲劳性能均较60Si2Mn钢好 主要制造中、小型汽车的板簧，使用效果好，亦可制其他中等截面尺寸的板簧、螺旋弹簧 。

 

3. 60Si2CrA 60Si2CrVA

高强度弹簧钢。淬透性高，热处理工艺性能好。因强度高，卷制弹簧后应及时处理消除内应力 制造载荷大的重要大型弹簧。日顺金属60Si2CrA可制汽轮机汽封弹簧、调节弹簧、冷凝器支承弹簧、高压水泵碟形弹簧等。60Si2CrVA钢还制作极重要的弹簧，如常规武器取弹钩弹簧、破碎机弹簧。

 

4. 55CrMnA

60CrMnA 突出优点是淬透性好，另外热加工性能、综合力学性能、抗脱碳性能亦好 大截面的各种重要弹簧，如汽车、机车的大型板簧、螺旋弹簧等。

 

5. 60CrMnMoA

在现有各种弹簧钢中淬透性最高。力学性能、抗回火稳定性等亦好大型土木建筑、重型车辆、机械等使用的超大型弹簧。钢板厚度可达35mm以上，圆钢直径可超过60mm

   

 

6. 50CrVA

少量钒提高弹性、强度、屈强比和弹减抗力，细化晶粒，减小脱碳倾向。碳含量较小，塑性、韧性较其他弹簧钢好。淬透性高，疲劳性能也好 各种重要的螺旋弹簧，特别适宜作工作应力振幅高、疲劳性能要求严格的弹簧，如阀门弹簧、喷油嘴弹簧、气缸胀圈、安全阀簧等

   

 

7. 60CrMnBA

淬透性比60CrMnA高，其他各种性能相似尺寸更大的板簧、螺旋弹簧、扭转弹簧等。

  

 

8. 30W4Cr2VA

高强度耐热弹簧钢。淬透性很好。高温抗松弛和热加工性能也很好 工作温度500~C以下的耐热弹簧，如汽轮机主蒸汽阀弹簧、汽封弹簧片、锅炉安全阀弹簧、400t锅炉碟形阀弹簧等

油淬火-回火弹簧钢丝的生产工艺

      表面处理：一般采用酸洗磷化，去除氧化铁皮，形成磷化膜；也有少数采用机械方法处理。目的都是满足冷拔拉丝工序的要求，获得光洁的表面。对于要求高疲劳寿命的弹簧钢丝，如气门弹簧钢丝，应对盘条进行扒皮处理，减少表层缺陷，如果钢厂能在钢坯上进行修磨，也有益于减少缺陷。

 

　　拉丝：成品拔程的拉拔工艺对产品性能的影响很大，一般采用90%左右的较大的总减面率(见面积减缩率)和较小的道次减面率(约10%-20%)，以保证产品的韧性。对于高强度弹簧钢丝，拉拔时应控制各道次钢丝的出口温度低于150℃，防止钢丝因产生应变时效而出现扭转裂纹，这是造成钢丝报废的主要缺陷。为此，拉拔时必须有良好的润滑和充分的冷却，采用较小的道次减面率和拉拔速度有助于减少钢丝的温升。　

　　
      热处理：碳钢弹簧钢丝常用铅浴淬火工艺，可获得非常细小的珠光体组织（索氏体），对于改善深度拉拔性能及弹簧性能都是有益的，铅浴的替代工艺流化床还未推广，目前在一些小直径上有应用。合金钢丝一般采用退火热处理，使显微组织适应拉拔变形。油淬火工艺用在成品钢丝上，采用感应加热或燃气、燃油加热炉，将钢丝加热至奥氏体化温度保温一段时间，淬火后再进行一次中温回火。

合金弹簧钢丝工艺

合金弹簧钢丝用硅锰、等合金弹簧钢制造。盘条的软化采用不完全退火。热处理时要防止脱碳，对含硅弹簧钢盘条还要防止石墨碳的析出。

 

半成品的热处理采用再结晶退火。酸洗、涂层工艺与生产碳素弹簧钢丝相近。按需要，硅锰弹簧钢丝有冷拉、退火、正火、高温回火、银亮及油淬火一回火等不同的交货状态;弹簧钢丝有冷拉、退火、银亮等交货状态。一般合金弹簧钢丝在绕成弹簧后,须经淬火和中温回火后才可使用。

 

调质弹簧钢丝主要有油淬火一回火碳素弹簧钢丝和硅锰合金弹簧钢丝，阀门用油淬火一回火碳素弹簧钢丝和铬硅合金弹簧钢丝。弹簧钢丝拉拔后进行淬火一回火调质处理的目的是使钢丝具有较高的弹性极限和屈强比以及良好的韧性和耐疲劳性能。用淬火一回火钢丝制作的弹簧，几何形状和力学性能稳定、负荷波动小，可在低于回火温度下加热以消除绕制时产生的残余应力。

 

弹簧根据不同状态分为哪些？

 

弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧，如安全阀弹簧，弹簧垫，秤盘弹簧，定载荷弹簧，机械弹簧，手表游丝等。动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧，如发动机阀门弹簧，车辆悬挂簧，防震弹簧，联轴器弹簧，电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性，动态弹簧选材时主要考虑疲劳，松弛及共振性能。

 

弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。轻载荷指承受静态应力，应力较低，变形量较小的弹簧，如安全装置用弹簧，吸收振动用弹簧等。设计使用寿命103～104次。

一般载荷指设计寿命105～106次，在振动频率300次/min条件下使用的普通弹簧。在许用应力范围内，寿命保证1×106次，载荷应力越低，寿命越长。

 

重载荷指长时间工作、振动频繁的弹簧。如阀门弹簧，空气锤、压力机、液压控制器弹簧，其载荷较高，常常在低于许用应力10%左右使用，使用寿命大于1×106次，通常为107次

汽车用油淬火-回火弹簧钢丝的要求

汽车气门弹簧及悬架簧的发展趋势是提高使用应力、减轻自身重量、缩小面积以及提高疲劳寿命。对弹簧钢丝的要求是：

1、改进钢的化学成份以提高钢丝的疲劳强度、淬透性、抗回火性和对高温环境的适应性；

2、提高钢质的洁净度并改变夹杂物的种类，限制夹杂物的数量和尺寸以克服弹簧的早期失效；

3、提高疲劳寿命，一般国内弹簧次数要求是（2.3~5.0）×107次，而国内优秀企业的产品已普及达到5×108次；

4、细化晶粒、提高屈服强度及韧性以提高弹簧的抗弹减性能；

5、改变横截面形状以获得弹簧承受负荷时理想的应力分布；6、消除表面划伤和裂纹，减少脱碳层以延长在高应力条件下的使用寿命

【涨知识】什么是渗碳钢?

渗碳是一种表面热处理技术，指向钢件表面扩渗碳原子后进行淬火的热处理方式。通过碳的渗入，可显著改善钢部件的耐磨性、耐久性、韧性等性能。

 

　　用于制造渗碳零件的钢称为渗碳钢。渗碳钢的主要热处理工序一般是在渗碳之后再进行淬火和低温回火。处理后零件的心部为具有足够强度和韧性的低碳马氏体组织，表层为硬而耐磨的回火马氏体和一定量的细小碳化物组织。

 

　　有些结构零件，是在承受较强烈的冲击作用和受磨损的条件下进行工作的，例如汽车、拖拉机上的变速箱齿轮，内燃机上的凸轮、活塞销等。

 

　　根据工作条件，要求这些零件具有高的表面硬度和耐磨性，而心部则要求有较高的强度和适当的韧性，即要求工件“表硬里韧”的性能。

 

　　为了兼顾上述双重性能，可以采用低碳钢通过渗碳淬火及低温回火来达到，此时零件心部是低碳钢淬火组织，保证了高韧性和足够的强度，而表层(在一定的深度)则具有高碳量(0.85%～1.05%)，经淬火后有很高的硬度(HRC>60)，并可获得良好的耐磨性。

 

渗碳钢的成分特点

 

　　渗碳钢的含碳量一般都很低(在0.15%～0.25%之间)，属于低碳钢，这样的碳含量保证了渗碳零件的心部具有良好的韧性和塑性。

 

　　为了提高钢的心部的强度，可在钢中加入一定数量的合金元素，如Cr，Ni，Mn，Mo，W，Ti，B等。

 

　　其中Cr，Mn，Ni等合金元素所起的主要作用是增加钢的淬透性，使其在淬火和低温回火后表层和心部组织得到强化。

 

　　另外，少量的Mo，W，Ti等碳化物形成元素，可形成稳定的合金碳化物，起到细化晶粒、抑制钢件在渗碳时发生过热的作用。

 

　　微量的B(0.001%～0.004%)能强烈地增加合金渗碳钢的淬透性。

 

渗碳钢的分类

 

　　根据淬透性或强度等级的不同，合金渗碳钢分为三类。

 

　　1）低淬透性合金渗碳钢

 

　　即低强度渗碳钢(抗拉强度≤800MPa)，如15Cr，20Cr，15Mn2，20Mn2等。这类钢淬透性低，经渗碳、淬火与低温回火后心部强度较低且强度与韧性配合较差。主要用于制造受力较小，强度要求不高的耐磨零件，如柴油机的凸轮轴、活塞销、滑块、小齿轮等。

 

　　这类钢渗碳时心部晶粒易于长大，特别是锰钢。若性能要求较高时，这类钢在渗碳后经常采用二次淬火法，即在渗碳后先作正火处理，以消除渗碳时形成的过热组织，然后再重新加热淬火。

 

　　2）中淬透性合金渗碳钢

 

　　即中强度渗碳钢(抗拉强度=800～1200MPa)，如20CrMnTi，12CrNi3A，20CrMnMo，20MnVB等。这类钢含合金元素总量约在4%左右，由于主要是把Cr和Mn二元素配合加入钢中，能更有效地提高淬透性和机械性能(抗拉强度=1000～1200MPa)。一般用来制造重负荷的中、小耐磨件和中等负荷的模数较大的齿轮。如汽车、拖拉机的变速箱与后桥齿轮、齿轮轴、十字销头、花键轴套、气门座、凸轮盘等。

 

　　这类钢由于含有Ti，V，Mo，渗碳时奥氏体晶粒长大倾向小，因此可采用自渗碳温度预冷到870°C左右直接淬火，并经低温回火后使零件具有较好的机械性能。

 

　　3）高淬透性合金渗碳钢

 

　　即高强度渗碳钢(抗拉强度＞1200MPa)，如12Cr2Ni4，18Cr2Ni4WA等。这类钢含合金元素总量≤7.5%，由于含Cr，Ni元素较多，可大大地提高钢的淬透性，特别是加入了较多的Ni，在提高强度的同时，使钢具有良好的韧性。这类钢可用作承受重载和强烈磨损的重要大型零件，如内燃机车的主动牵引齿轮、柴油机曲轴、连杆及缸头精密螺栓等。

 

　　由于含有较高的合金元素，使C曲线大为右移，因而在空气中冷却也能得到马氏体组织;另外，其马氏体转变温度也急剧下降，使渗碳表层在淬火后将保留大量的残余奥氏体。为了减少淬火后残余奥氏体量，可在淬火前先高温回火，使碳化物球化或在淬火后采用冷处理。