冷拔鋼絲的熱處理是先對(duì)材料進(jìn)行淬火+中溫回火,獲得回火托氏體組織,成形后進(jìn)行低于150℃去除應(yīng)力回火。熱軋彈簧鋼的熱處理是熱成形后的彈簧,可在830~890℃加熱后油淬火、400~480℃回火,獲得回火托氏體組織。如果彈簧鋼絲直徑太大(>15mm)、板材太厚(>8mm),會(huì)出現(xiàn)淬不透現(xiàn)象,結(jié)果彈性極限下降,疲勞強(qiáng)度降低。彈簧在服役時(shí)承受的彎曲應(yīng)力、旋轉(zhuǎn)應(yīng)力在表面,故它的表面狀態(tài)非常重要。熱處理時(shí)的氧化脫碳是預(yù)防的重點(diǎn),加熱時(shí)要嚴(yán)格控制爐內(nèi)氣氛,盡量縮短加熱時(shí)間。彈簧經(jīng)熱處理后,一般要進(jìn)行噴丸處理,使表面強(qiáng)化并在表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力,以提高疲勞強(qiáng)度。強(qiáng)力噴丸技術(shù)是將高速?gòu)椡鑷娚涞綇椈杀砻?,使表面層在彈丸的沖擊作用下發(fā)生塑性變形,由此產(chǎn)生強(qiáng)化及表面壓應(yīng)力,使彈簧的抗疲勞性能及耐應(yīng)力腐蝕能力均得到改善的方法。強(qiáng)力噴丸在弧高值為0.15-0.60mmA時(shí),可以改善表面粗糙度值>4μm的表面質(zhì)量,延長(zhǎng)。
彈簧有限元分析方法,在彈簧技術(shù)水平較高的國(guó)家雖已進(jìn)入實(shí)用化,我國(guó)雖有這方面的技術(shù)開(kāi)發(fā),但尚未形成實(shí)用模型。另外,在彈簧的設(shè)計(jì)進(jìn)程中還引進(jìn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)。彈簧的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,功能單純,影響結(jié)構(gòu)和性能的參變量少,所以設(shè)計(jì)者很早就運(yùn)用解析法、圖解法或圖解分析法尋求設(shè)計(jì)方案,并取得了一定成效。隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)計(jì)取得了成效可靠性設(shè)計(jì)是為了保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的可靠性而采用的一系列分析與設(shè)計(jì)技術(shù),它的功能是在預(yù)測(cè)和預(yù)防產(chǎn)品可能發(fā)生故障的基礎(chǔ)上,使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的可靠性目標(biāo)值,是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的一種補(bǔ)充和完善。彈簧設(shè)計(jì)在利用可靠性技術(shù)方面取得了一定的進(jìn)展,但要進(jìn)一步完善,需要數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)和積累。
3.2.2回火
彈簧淬火后應(yīng)及時(shí)回火,淬火后的停留時(shí)間應(yīng)不大于4小時(shí),以防止淬火開(kāi)裂,有利于提高塑性和韌性,降低淬火的內(nèi)應(yīng)力?;鼗鸺訜釕?yīng)均勻,容易出現(xiàn)第二類回火脆性的彈簧鋼,回火后應(yīng)快速冷卻。 3.2.3低溫退火(去應(yīng)力回火) 琴鋼絲、冷拔硬鋼絲、不銹彈簧鋼絲或磷青銅等非鐵金屬絲通常都是冷成形彈簧材料;淬火-回火鋼絲、形變熱處理鋼絲和熱處理鋼帶也屬于冷成形彈簧材料。用這些材料繞制的各種彈簧,內(nèi)部都產(chǎn)生較高的內(nèi)應(yīng)力,必須進(jìn)行低溫退火(去應(yīng)力回火)以去除繞制時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。低溫退火(去應(yīng)力回火)的加熱溫度一般在再結(jié)晶溫度以下,保溫適當(dāng)時(shí)間后,出爐空冷。這樣做不僅可以部分消除彈簧中的存在的內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定形狀和尺寸,還能有效地改善力學(xué)性能,如提高硬度(2~3HRC)、抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、彈性極限、抗疲勞性及抗應(yīng)力松弛性。