一種高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧及其加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彈簧及其加工工藝，具體涉及一種高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧及其加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]彈簧是一種利用彈性來工作的機(jī)械零件，用彈性材料制成的零件在外力作用下發(fā)生形變，除去外力后又恢復(fù)原狀，彈簧一般采用彈簧鋼支撐，彈簧的種類復(fù)雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等;彈簧一般是在交變應(yīng)力下工作，常見的破壞形式是疲勞破壞，因此需要制備彈簧的材料必須具有高的屈服點(diǎn)和屈服比、彈性極限、抗疲勞性能，以保證彈簧有足夠的彈性變形能力并能承受較大的載荷，同時(shí)好要求具有一定的塑性與韌性，一定的淬透性，不易脫碳及不易過熱，但是現(xiàn)有的彈簧，在使用時(shí)耐磨性差，使用壽命短，易受環(huán)境的影響，耐腐蝕性差，制備成本高，研發(fā)一種能克服以上缺陷的螺旋彈簧成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧及其加工工藝，該加工工藝簡(jiǎn)單易行，制作成本低廉，制備出的螺旋彈簧具有良好的防腐蝕性及高強(qiáng)度，使用壽命長(zhǎng)，降低了成本。
[0004]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧，包括;螺旋狀的彈簧本體，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al:8-10%,Mn:1-3%,C:0.05-0.07%,Nb:0.02-0.04%,Cu:0.01-0.03%,Sr:2-5%,P:0.0002-0.005%,N:0.005-0.010%,S:0.0002-0.005%,Zn:10-12%,Si:1.5-1.8%,Ca:3-5%,T1:0.5-0.8%，N1:0.3-0.5%，B:2-4%，V:0.1-0.4%，稀土元素:0.5-0.8%，剩余為Mg；
稀土元素按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:鑭:5-8 %，鈰:12-16%，镥:5-7%，釹:7-9%，鈥:10-13%，銪:3-6%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%。
[0005]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案為:
前述高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al:8%，Mn:1%，C:0.05%,Nb:0.02%,Cu:0.01%，Sr:2%，P:0.0002%，N:0.005%，S:0.0002%，Zn: 10%，S1: 1.5%，Ca: 3%，T1: 0.5%，N1: 0.3%，B: 2%，V: 0.1 %，稀土元素:0.5%，剩余為Mg ；
稀土元素按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:鑭:7%，鈰:14%，镥:6%，釹:8%，鈥:12%，銪:4%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%ο
[0006]前述高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al:10%,Mn:3%,C:0.07%,Nb:0.04%,Cu:0.03%,Sr:5%,P:0.005%,N:0.010%,S:0.005%,Zn: 12%，S1: 1.8%，Ca: 5%，T1:0.8%，N1:0.5%，B:4%，V:0.4%，稀土元素:0.8%，剩余為Mg；
稀土元素按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:鑭:5 %，鈰:12%，镥:5%，釹:7%，鈥:10%，銪:3%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%ο
[0007]前述高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al:9%，Mn:2%，C:0.06%，Nb:0.03%，Cu:0.02%，Sr:4%，Ρ:0.003%，Ν:0.008%，S:0.002%，Zn: 11%，S1: 1.6%，Ca:4%，T1:0.7%，N1:0.4，B: 3%，V:0.2%，稀土元素:0.7%，剩余為Mg；
稀土元素按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:鑭:8%，鈰:16%，镥:7%，釹:9%，鈥:13%，銪:6%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%ο
[0008]本發(fā)明還設(shè)計(jì)一種高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧的加工工藝，該彈簧的具體加工工藝按以下步驟進(jìn)行:
(1)開啟熔煉爐預(yù)熱20-30min，將上述化學(xué)成份作為原料加入，按照組分含量進(jìn)行調(diào)配，將原料放置在石墨坩禍內(nèi)，然后將裝有原料的石墨坩禍放入預(yù)熱好的熔煉爐中，同時(shí)通入SF6和C02混合保護(hù)氣體；
在700-800°C下熔煉，待合金元素完全熔化后，攪拌10-15min，靜置20_30min ；
將合金液澆入預(yù)熱到200-300°C的金屬模具中，得到彈簧本體鑄錠；
(2)對(duì)制備得到的鑄錠進(jìn)行熱處理工藝，具體操作如下:
a退火，將鑄錠爐熱至400-500°C時(shí)保溫10-15min，然后爐冷卻至200-300°C，隨后打開爐門繼續(xù)緩冷至100-150°C出爐空冷至室溫；
b淬火，將步驟a中退火后的鑄錠緩慢爐熱至500-600°C并保溫30-40h，再次爐熱至600-650°C后用水噴淋快速冷卻降溫；
c回火，將經(jīng)淬火后的鑄錠在室溫下再次入爐并爐熱至200-250°C后保溫10-15min后出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至室溫；
冷卻工序具體操作為:
采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以2_4°C/s的冷卻速率將鑄錠水冷至150-190°C，然后空冷至100-140°C，再采用水冷以l_3°C/s的冷卻速率將半成品水冷至50-80°C，最后空冷至室溫；
(3)將熱處理后的鑄錠經(jīng)車床去皮后得到彈簧本體成品，對(duì)彈簧本體成品逐個(gè)檢查，剔除表面有缺陷的，將檢驗(yàn)合格的即為最后的螺旋彈貪并最終入庫(kù)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明中添加的V可以細(xì)化鋼的晶粒，提高鋼的強(qiáng)度和韌性及回火穩(wěn)定性，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng);P含量雖低但是能提高淬透性的作用極其顯著;C的含量超過0.5%時(shí)，不僅塑性和韌性急劇下降，屈強(qiáng)比也大幅度降低，所以本發(fā)明中的C控制在0.5內(nèi)，避免了上述問題的出現(xiàn)，熱處理后得到低碳板條馬氏體組織塑性、韌性特別的好，淬火后可自回火，加工性能好，價(jià)格便宜;本發(fā)明中的Si為1.5-1.8%時(shí)彈減抗力值最高，且基本穩(wěn)定，超過2.0%的Si則開始下降。
[0010]回火后冷卻，通過水冷與空冷結(jié)合的方法，先以較快的冷卻速度水冷，然后進(jìn)行空冷，最后再通過較慢的水冷冷卻至室溫，不僅可提彈簧本體的抗水蝕能力，而且可以使組織更為均勻穩(wěn)定，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，保證了彈簧本體的抗腐蝕性能，起到了意想不到的技術(shù)效果。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧，包括;螺旋狀的彈簧本體，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al:8%，Mn:1%，C:0.05%,Nb:0.02%,Cu:0.01%，Sr:2%，P:0.0002%，N:0.005%，S:0.0002%，Zn: 10%，S1: 1.5%，Ca: 3%，T1: 0.5%，N1: 0.3%，B: 2%，V: 0.1 %，稀土元素:0.5%，剩余為Mg ；
稀土元素按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:鑭:7%，鈰:14%，镥:6%，釹:8%，鈥:12%，銪:4%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%ο
[0012]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種高強(qiáng)度防腐蝕螺旋彈簧，包括;螺旋狀的彈簧本體，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al:10%,Mn:3%,C:0.07%,Nb:0.04%,Cu:0.03%,Sr:5%,P:0.005%,N:0.010%,S:0.005%,Zn: 12%，S1: 1.8%，Ca: 5%，T1:0.8%，N1:0.5%，B:4%，V:0.4