[发明专利]一种弹簧钢丝晶粒细化热处理工艺

说明书

本发明公开一种弹簧钢丝晶粒细化热处理工艺，涉及钢丝热处理技术领域。本发明的工艺是通过以下步骤来实现的：放线—循环淬火热处理—淬火回火调质热处理—水冷—烘干—涂油—收线。本发明通过对成型弹簧钢丝先进行两级循环淬火热处理之后再进行淬火回火调质热处理，大大细化了组织晶粒，提高了晶粒度级别及组织均匀性，提高了成品弹簧钢丝的强度、塑性和抗疲劳性能，从而生产出综合力学性能优良的成品弹簧钢丝。

技术领域

本发明涉及钢丝热处理技术领域，更具体讲是一种弹簧钢丝晶粒细化热处理工艺。

背景技术

一般弹簧钢丝的交货状态有两种：一种是通过盘条冷拉/冷轧至成品钢丝后包装交货，另一种是可以加工成型后再进行油淬火—回火热处理，获得回火马氏体或回火屈氏体组织的成品钢丝后包装交货。油淬火—回火热处理后的弹簧钢丝具有良好的综合力学性能，因此在中高端弹簧制造上得到了广泛的应用，如汽车悬架弹簧、发动机气门弹簧、模具弹簧、发动机张紧轮弹簧等。

随着环保意识的增强，全球主要汽车市场都制定了严格的碳排放法规，汽车轻量化作为实现节能减排的重要措施之一，得到越来越多的重视。与此同时，对安装在汽车中的弹簧零件的材料强度要求也越来越高。提高弹簧钢丝强度，往往会导致塑性下降，但在实际生产中，弹簧的成型过程是一个冷弯变形过程，这就要求弹簧材料不仅具有较高强度，还必须具有优良的塑性。

大量研究表明:金属材料细晶强化是同时提高材料强度及韧性的最佳途径。晶粒组织越细，单位体积内晶粒界面越多。界面对位错的运动起到了阻碍作用，使位错滑移不易穿过晶界，变形抗力增大，具体表现为强度提高。因此晶粒越细，强度越高。同时晶粒细化有利于提高材料塑性及韧性，晶粒越细，材料塑性变形更加均匀，不易造成应力过度集中。因此通过细化晶粒方法可有效提高弹簧钢丝强度及塑性。

目前，生产弹簧钢丝的传统工艺是油淬火—回火，即直接用管式炉对成型弹簧钢丝加热来进行油淬火—回火，由于加热速度慢、加热时间长，因此成品弹簧钢丝就不可避免的存在着晶粒组织粗大、表面脱碳等缺陷，严重时会大大影响弹簧钢丝的强度、塑性及抗疲劳性能。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供的一种弹簧钢丝晶粒细化热处理工艺。本发明通过对成型弹簧钢丝先进行两级循环淬火热处理之后再进行淬火回火调质热处理，大大细化了组织晶粒，提高了晶粒度级别及组织均匀性，提高了成品弹簧钢丝的强度、塑性和抗疲劳性能，从而生产出综合力学性能优良的成品弹簧钢丝。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的一种弹簧钢丝晶粒细化热处理工艺所述工艺是通过以下步骤来实现的：

A、放线：成型钢丝经由放线装置展开，并以10～15m/min的速度水平前移；

B、循环淬火热处理：

B-1、一级淬火：放线后的成型钢丝水平前移，穿经一级淬火感应加热管，在一级淬火感应加热管内以35～55℃/s的加热速度被感应加热至850～890℃，随后前移进入一级保温套筒保温20～30 s，钢丝继续前移进入一级淬火槽，经一级冷却介质冷却到25～70℃，所得弹簧钢丝的金相组织为马氏体（进行一级淬火的目的：奥氏体晶核通常在相界面形核、长大，将弹簧钢丝加热到Ac3以上进行短时间保温，由于加热速度很快、保温时间很短，弹簧钢丝组织的碳化物尚未全部溶解，未溶解碳化物对奥氏体晶界迁移起到钉扎作用，阻碍奥氏体晶粒的长大，使晶粒细化，提高晶粒度级别）；