[发明专利]一种提高特种弹簧真空热处理后性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高高温高强度特种弹簧真空热处理后性能的方法，用于增强高温高强度特种弹簧经真空热处理后的抗高温、抗疲劳性能和产品的合格率。

背景技术

现有技术中，高温高强度特种弹簧采用国内外先进的高真空双室加压油淬热处理工艺，其中高温高强度特种弹簧的外形尺寸为直径63mm(内径￠37mm)，高度84±1mm，线径￠13-14mm，真空热处理后出现工作平面和弹簧工作间距扭曲变形，尺寸的热处理后和工作状态的热稳定性控制难度较大，导致高温高强度特种弹簧的合格率偏低，仅为82％左右，有的甚至报废或在服役期过早失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温高强度特种弹簧真空热处理的工艺，以提高、增强高温高强度特种弹簧经真空热处理后的抗高温、抗疲劳性能和产品合格率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种高温高强度特种弹簧真空热处理工装装夹、工艺参数和独特的整形工艺，其特征和具体步骤为：

第一步：将热前待进行真空热处理的高温高强度特种弹簧按20％的比例抽样，用检具检测线径、自由高度，工作间距的尺寸，并进行分档；

第二步：将装入特制的工装夹具中，放入真空双室加压油淬炉内，设定加热、保温、出入加热室、预冷、油冷淬火、出油时间、滤油时间、出炉等工艺参数；

第三步：将真空热处理淬火后的高温高强度特种弹簧，以每6只为一组放入专用的夹具中，利用定位心棒确定两块平板之间的距离(此距离尺寸为高温高强度特种弹簧合格交付的自由尺寸)，使用专用夹具上的契块对高温高强度特种弹簧组进行夹持、固定，夹持后将上述专用夹具和高温高强度特种弹簧组整体放入真空回火炉中按技术要求进行不少于3次的正常回火。

第四步：将真空回火后的高温高强度特种弹簧放入专用油压机二块平板之间，使用28-30MPa的油压将高温高强度特种弹簧室温冷态压缩到压簧的极限位置，停留3分钟以稳定状态；

第五步：再次将高温高强度特种弹簧以每6只为一组放入专用的夹具中，在中温状态下压缩到高温高强度特种弹簧合格交付的自由尺寸的位置，恢复到自由状态时测量高温高强度特种弹簧的表面及心部硬度、工作高度和工作间距。

具体步骤的第三步中所述的专用夹具包括上、下底板，底板上设有四根垂直分布的固定钢棒，钢棒上部加工出凹槽，将待定位的高温高强度特种弹簧均匀放置在下板上并压上上板，使用契块将专用夹具和高温高强度特种弹簧固定。

本发明的优点在于：在真空热处理的工艺流程中，通过简单、有效的步骤，防止高温高强度特种弹簧工作时的蠕变和松弛，进行加压、加温处理和抗蠕变回火，大大改善了高温高强度特种弹簧的比例极限和高温承受载荷的能力等综合性能，避免增加后续实际生产使用时出现服役期过早失效和报废的可能。

附图说明

图1为高温高强度特种弹簧高度尺寸专用检具结构示意图；

图2为高温高强度特种弹簧垂直度尺寸专用检具结构示意图；

图3为高温高强度特种弹簧专用定形装置结构及使用示意图。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本发明。

实施例

将客户提供待真空热处理的高温高强度特种弹簧1使用专用检具检测按10％的比率抽检几何尺寸(线径、自由高度、节距均匀度、垂直度、外径和内径、两端圈之间的平面度)，在工艺单上标定几何尺寸超差的最大部分的位置和方向；如图1-2所示，为各专用检具结构示意图。

如图3所示为专用定形装置结构示意图，将真空热处理淬火后的高温高强度特种弹簧，以每6只为一组放入专用定形装置的下板1上，利用定位心棒2确定上板1和下板3两平板之间的距离，使用专用夹具上的契块4对高温高强度特种弹簧组进行夹持、固定，夹持后将上述专用夹具和高温高强度特种弹簧组整体5放入真空回火炉中按技术要求进行560-580℃温度下保温3hour不少于3次的正常回火。

将真空回火后的高温高强度特种弹簧放入专用油压机二块平板之间，使用28-30MPa的油压将高温高强度特种弹簧室温冷态压缩到压簧的极限位置，停留3分钟以稳定状态；

再次将高温高强度特种弹簧以每6只为一组放入专用定形装置中，在500℃温度保温4hour的状态下进入真空回火炉进行回火，压缩到高温高强度特种弹簧合格交付的自由尺寸的位置，执行完工艺程序后使用高纯氮气冷却至室温出炉。