彈簧的去應力退火

彈簧的去應力退火
采用冷卷工藝卷制的螺旋彈簧，普遍選用鉛浴等溫淬火冷拔鋼絲(碳素彈簧鋼絲、琴鋼絲)和油淬火回火彈簧鋼絲。用這些鋼絲冷卷制成的彈簧，不需淬火處理，但必須進行去應力退火。去應力退火通常簡稱為回火，有時也稱消除應力回火或去應力回火。
去應力退火的目的是：
1)消除金屬絲冷拔加工和彈簧冷卷成形的內應力；
2)穩定彈簧尺寸，未經去應力退火的彈簧在后面的工序加工中和使用過程中會產生外徑增大和尺寸不穩定現象；
3)提高金屬絲的抗拉強度和彈性極限；
4)利用去應力退火來控制彈簧尺寸。如有時將彈簧裝在夾具上進行去應力退火能起到調整彈簧的高度。去應力退火所用的熱處理設備有如下幾種。
1)連續式熱風回火電爐。該電爐近年來在彈簧制造業中廣泛采用，它的優點是可準確地控制溫度和時間，省電。若把該電爐配置在卷簧機前面，即可實現卷簧和去應力退火自動生產線。
2)熱風循環回火電爐、箱式電爐。爐溫比較均勻，但保溫時間要比硝鹽爐長得多，3)硝鹽回火爐。該爐一般由彈簧制造廠自行制造。硝鹽爐的優點是加熱速度快，保溫時間較其他爐短。缺點是溫度不均勻，爐內的液體有侵入彈簧表面的傾向，尤其對油淬火回火彈簧鋼絲不利。經硝鹽爐處理的彈簧，應進行水冷清洗，然后浸入防銹水中浸泡數分鐘，以防生銹。
用電爐去應力退火時，其保溫時間應比用硝鹽爐的保溫時間適當延長。
彈簧在爐中加熱要排列整齊，形狀特殊或容易變形的彈簧應配置相應的輔助工具。
?? 1．去應力退火溫度和時間的確定? 去應力退火溫度，通常在150～350℃的范圍內選取。總的原則是材料直徑細的應采用較低的溫度，粗的要采用較高的溫度。在材料直徑相同的條件下，有些材料的強度高，韌性稍差，則溫度可取得高一些。油淬火回火彈簧鋼絲卷制的彈簧要比碳素彈簧鋼絲和琴鋼絲卷制的彈簧溫度高一些。對螺旋壓縮彈簧和螺旋扭轉彈簧推薦采用表1所列加熱溫度和保溫時間。
表1? 去應力退火溫度及保溫時間
彈? 簧? 材? 料?去應力退火規范
類別?規格／mm?去應力退火溫度／℃?保溫時間／min?冷卻方式
碳素彈簧鋼絲
琴鋼絲?＜1
＞1～2
＞2—3．5
＞3．5～6
＞6～8?240～260
260～280
280～300
300～320
320～340?10～20
15～25
20～30
20～30
25～35?空氣或水
油淬火回火彈簧鋼絲?≤2
＞2?360～420
380～460?20～30
25～35?空氣或水
奧氏體不銹鋼絲?＜3
＞3?280～320
320～360?20～30
30～40?空氣或水
硅青銅絲
錫青銅絲?≤1
＞1～2．6
＞2．6?170～180
180～200
180～220?40
60
60～90?空氣或水
鈹青銅絲?≤1．8
＞1．8—2．6
＞2．6?240～300
240～310
280～310?60
60～90
60～90?空氣或水
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螺旋拉伸彈簧去應力退火溫度和保溫時間對彈簧的初拉力有很大的影響，溫度低、時間短，則保留的初拉力大；反之則保留的初拉力小。圖1是退火溫度與初拉力之間關系的實驗值。一般可在200～300℃的范圍內選取，保溫20～30min。若希望保留較多的初拉力，溫度可低至180℃。應指出的是螺旋拉伸彈簧的初拉力應以卷簧控制為主，去應力退火溫度只起到輔助作用。
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圖1? 拉伸彈簧退火溫度與初拉力關系
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??? 螺旋拉伸彈簧和螺旋扭轉彈簧的第二次去應力退火溫度應比第一次低約20℃，保溫時間也可縮短些。
??? 經拋丸處理后的彈簧的去應力退火溫度一般在180～220℃，保溫時間為20～30min。
??? 需采用去應力退火的方法來調整彈簧尺寸時，其溫度應比一般介紹的溫度高20℃左右。
??? 2．去應力退火對彈簧直徑、總圈數的影響碳素彈簧鋼絲、琴鋼絲卷制成彈簧后，經過去應力退火工序，一般來說其直徑要縮小、總圈數要增加。直徑的收縮量與旋繞比有關，旋繞比愈大，收縮量愈大。因此在批量生產前應進行首件試樣，待試樣確定后方可投入批量生產。去應力退火處理后彈簧直徑的收縮量ΔD2和總圈數的增加量Δn可按下列經驗公式估算
?? ΔD2＝KtCD2T??????????? (公式1)
Δn=(1+ )n1??????????? (公式2)
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??? 式中? C——旋繞比；
????????? T——去應力退火溫度；
???????? D2——彈簧外徑；
???????? Kt——變形系數．它與卷制方法有關，有心卷制Kt＝6×10 ，無心卷制Kt＝4．4X10 ；
??????? 銅(tong)合金線和(he)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼絲卷制的彈(dan)簧經(jing)去(qu)應力(li)退火處理(li)后其(qi)直徑漲大，應留有余(yu)量(liang)。