[发明专利]一种55Si2Mn合金弹簧的加工方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种55Si2Mn合金弹簧的加工方法。 

 

背景技术

55Si2Mn合金弹簧钢是应用广泛的硅锰弹簧钢，强度、弹性和淬透性较55Si2Mn稍高。55Si2Mn钢属于硅锰系合金弹簧钢，是在优质中碳钢的基础上提高硅、锰含量而成。硅的作用是提高钢的硬度、强度、屈强比和疲劳性能，同时增加钢的回火稳定性。锰的作用在于提高钢的淬透性和耐磨性。由于具有良好的综合力学性能和低廉的价格，55Si2Mn钢得到了广泛的应用，在我国弹簧钢生产中的应用比例接近60％。55Si2Mn合金弹簧钢适于铁道车辆、汽车拖拉机工业上制作承受较大负荷。55Si2Mn弹簧钢的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧、板簧也适于制作工作温度在250℃以下非腐蚀介质中的耐热弹簧以及承受交变负荷及在高应力下工作的大型重要卷制弹簧。具体常用作汽车、拖拉机和机车上的减振板簧和螺旋弹簧、气缸安全阀簧，还可用作250℃以下使用的耐热弹簧。

常规的55Si2Mn合金弹簧钢的化学成份为：碳 C ：0.52～0.6；硅 Si：1.50～2.00；锰 Mn：0.60～0.90；硫 S ：≤0.035；磷 P ：≤0.035；铬 Cr：≤0.35；镍 Ni：≤0.35；铜 Cu：≤0.25。现有的热处理方式为：高温淬火+低温回火。常规晶相组织为回火屈氏体。55Si2Mn合金钢硅和锰提高弹性强度和屈强比，提高淬透性，抗回火稳定性和抗松弛稳定性，过热敏感性也较小，但脱碳倾向较大，尤其是硅与碳含量较高时，碳易于石墨化，使钢变脆。而传统的热处理工艺不能兼顾高强度与良好塑韧性的要求：若降低回火温度较低，则塑性较差、易发生低应力脆断；若提高回火温度可改善塑性，但强度大幅下降。因此，传统的热处理制度虽然可以保证该类合金能够满足普通使用环境的服役条件，但塑性、韧性欠佳或强韧性匹配不足、氢脆与应力腐蚀敏感性大等缺点，却限制了该类合金钢强韧性潜力的发挥。尤其是近年来汽车轻量化和高性能化的快速发展，迫切要求提高弹簧钢的设计应力。现有的55Si2Mn合金弹簧通常在冷拔弹簧钢丝方式冷卷成型后还要再进行低温回头处理，以消除应力。

 

发明内容

本发明是要解决现有55Si2Mn的在满足强度的同时塑韧性不足的问题，提供了一种55Si2Mn合金弹簧的加工方法。 

本发明的55Si2Mn合金弹簧的加工方法是通过以下步骤实现的：

1）将55Si2Mn钢带加热至850-860℃，进行奥氏体化处理，保温时间为8-9.5分钟；

2）然后在55Si2Mn钢的马氏体转变温度区间内进行等温淬火，淬火温度为210-220℃，保温时间为1-1.5分钟；

3）将经步骤2处理后的55Si2Mn钢在400-420℃的配分温度下等温配分热处理6-7分钟；

4）将步骤3得到的钢件淬火至室温；

5）将55Si2Mn钢带通过冷拔弹簧钢丝方式冷卷成形。

 

本发明的方法经过大量实验，55Si2Mn合金钢经过本发明的具体步骤和参数的热处理方法处理后，通过等温淬火可以得到部分马氏体和残余奥氏体，随后通过等温配分热处理以获得由低碳马氏体和残余奥氏体及其转变组织构成的复相组织，从而使得处理后的55Si2Mn合金钢呈现高强度和高塑性的良好配合，并提高了应力腐蚀抗力、降低氢脆敏感性，从而在具有高强度的同时具有较高的塑性，使用该热处理方法的55Si2Mn合金钢带，可以直接通过冷拔弹簧钢丝方式冷卷成形，无需再进行低温回头工序，足以满足特殊场合的需要。

 

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。 

实施例1：

1）将55Si2Mn钢带加热至850℃，进行奥氏体化处理，保温时间为8分钟；

2）然后在55Si2Mn钢的马氏体转变温度区间内进行等温淬火，淬火温度为210℃，保温时间为1分钟；

3）将经步骤2处理后的55Si2Mn钢在400℃的配分温度下等温配分热处理6分钟s；

4）将步骤3得到的钢件淬火至室温；

5）将55Si2Mn钢带通过冷拔弹簧钢丝方式冷卷成形。

 

实施例2：

1）将55Si2Mn钢带加热至855℃，进行奥氏体化处理，保温时间为9分钟；