[发明专利]一种高韧性弹簧的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及弹簧加工技术领域，具体涉及一种高韧性弹簧的制备方法。

背景技术

弹簧具有可伸长压缩的特性，汽车螺旋弹簧是重要的缓冲元件，它具有不需润滑，不怕污垢，重量小且占空间位置少的优点。当路面对轮子的冲击力传到弹簧时，它可以将车辆经过不平路面时产生的弹跳吸收和释放，减少车辆弹跳的幅度，使车轮尽可能的与路面保持接触，而伸长过程中产生的能量会被避震器的工作下转化为热能散播到空气中。现有技术的弹簧无法满足高强度的生产需求，而高强度弹簧容易在腐蚀性气体环境下出现氢脆而断裂，不能满足特殊情况下的使用情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐腐蚀、高韧性、高强度、塑性高、淬透性好的弹簧，它具有寿命长，价格便宜的优点。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高韧性弹簧的制备方法，所述高韧性弹簧由以下百分比含量的元素组成：Ni 9％-15.5％，Mn 0.91％-1.19％，Cr 2.3％-3.7％，Mo 0.59％-0.79％,Cb 0.03-0.1％，Si 0.7-1.25％，C 0.3-0.55％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余为Fe。

所述高韧性弹簧的制备方法，包括以下步骤：

(1)冶炼：按比例进行钢水冶炼，并浇注成合金锭，去除氧化层，通过热锻、旋锻和拉拔的步骤，获得丝材；

(2)淬火：将丝材加热到931-948℃，卷制成弹簧，保温20分钟，然后用专用夹具将其放入淬火液中冷却至260℃；

(3)中温回火：将弹簧在460-470℃保温25-30分钟，出炉后淋水快速冷却；

(4)喷丸；

(5)低温回火：将弹簧在220-260℃下保温20-30分钟；

(6)预压：对弹簧施加压力，使其各圈相互接触；

(7)表面防腐：将弹簧镀锌、钝化。

优选地，所述高韧性弹簧由以下百分比含量的元素组成：Ni 11％-14％，Mn 0.96％-1.15％，Cr 2.6％-3.5％，Mo 0.7％-0.79％,Cb 0.06-0.08％，Si 0.81-1.19％，C 0.35-0.45％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余为Fe。

优选地，所述高韧性弹簧由以下百分比含量的元素组成：Ni 11.5％，Mn 1.15％，Cr 3.1％，Mo 0.75％，Cb 0.07％，Si 1.05％，C 0.39％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余为Fe。

优选地，淬火是在Ar保护气中进行的。

本发明的有益效果：本发明Cb可以提高弹簧的淬透性、屈服强度和韧性，同时提高弹簧的抗氧化性和抗腐蚀性；通过控制C的含量来保证弹簧强度和淬透性；Mo能提高弹簧的淬透性、热强性、抗腐蚀性和耐磨性，防止回火脆性；Cr使弹簧的淬透性、耐磨性提高，且在热处理时不易脱碳；添加的Ni提高弹簧的强度、抗疲劳性、耐腐蚀性、降低其对缺口的敏感性以及低温脆性转变温度；Mn强烈增加弹簧的淬透性，并和铁形成固溶体，提高弹簧的强度；Si能显著提高了弹簧的弹性极限，屈服点和抗拉强度；弹簧淬火是在惰性Ar中进行的，避免了弹簧在高温时发生氧化、脱碳等现象；通过两次回火去除弹簧的残留应力；为了提高弹簧的疲劳强度,在淬火和回火后对弹簧进行喷丸处理,以消除表面缺陷和由表面硬化产生的应力。对弹簧施加压力，使其各圈相互接触；为了避免弹簧在服役中出现塑性变形而影响弹性和尺寸精度的现象，可对弹簧塑性预压处理。本发明优化了各元素的配比，使各元素产生协同作用，经处理后的弹簧淬透性、韧性、强度显著提高，寿命提高了10倍以上，能满足多种特殊条件下的使用。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种高韧性弹簧，由以下百分比含量的元素组成：Ni 9％，Mn 1.15％，Cr 2.3％，Mo 0.59％,Cb 0.03％，Si 0.81％，C 0.39％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余为Fe。

所述高韧性弹簧的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照比例进行钢水冶炼，并浇注成合金锭，去除氧化层，通过热锻、旋锻和拉拔的步骤，获得丝材，并对丝材进行卷制处理；