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一种高强度低残余应力弹簧钢丝的生产方法实质审查 发明

具体技术细节

[0003] 针对上述存在的问题,本发明的目的在于提供一种高强度低残余应力弹簧钢丝的生产方法,使得弹簧钢丝的抗拉强度在1900‑2200MPa,钢丝断面收缩达到45%‑60%,同时残余内应力小于20MPa。
[0004] 因此,在一个方面,本发明提供一种高强度低残余应力弹簧钢丝的生产方法,所述方法包括:
[0005] S1弹簧钢表面处理:采用砂带磨削技术,将弹簧钢盘条表面去除0.04mm,去除表面氧化皮、脱碳层、表面微裂纹;
[0006] S2盘条探伤:采用高精度涡流探伤设备对弹簧钢盘条表面大于0.06mm以上的缺陷进行探伤修磨并拉丝定径,获得钢丝;
[0007] S3感应加热处理:通过中高频感应加热,将钢丝加热到950℃‑1050℃,进行奥氏体化;
[0008] S4水冷却:将奥氏体化的钢丝送入淬火水槽,使钢丝温度降到100℃以下,完成组织转变形成淬火马氏体;
[0009] S5回火:采用中频感应加热将钢丝加热到450℃‑550℃保温20秒回火,水冷至室温,得到回火索氏体组织;
[0010] S6人工时效:采用中频感应加热将钢丝加热到400℃‑450℃保温20秒,水冷至室温,使钢丝释放残余内应力;
[0011] S7制成成品:将钢丝进行收卷,检测,包装并入库。
[0012] 在优选的实施方式中,所述弹簧钢丝材质为55SiCr,其化学成分以质量百分比为:C 0.51~0.59%,Si 1.20‑1.60%,Mn0.50‑0.80%,Cr0.50‑0.80%,P≤0.25%,S≤
0.20%,Ni≤0.35%,余量为Fe及不可避免的杂质。
[0013] 在优选的实施方式中,在S1中,采用四组砂带机,逐级选用80#、100#、120#、120#砂带,盘条以35m/分钟的速度通过砂带机,将盘条氧化皮及脱碳层去除,直径减除0.04mm。
[0014] 在优选的实施方式中,在S2中,盘条以35m/分钟的速度通过涡流探伤仪,识别表面大于0.06mm的缺陷,并修磨;
[0015] 在优选的实施方式中,在S3中,使用4KHz、6KHz、20KHz中高频感应加热设备进行梯次加热,使钢丝内部组织奥氏体化。具体地,以4khz将钢丝加热到400℃,以6KHZ将钢丝加热到770度,以20KHZ将钢丝加热到1050℃。770℃后钢丝内组织开始奥氏体化。由于感应加热具有集肤效应,频率越低加热深度越大,4KHZ是为了使钢丝受热跟均匀,由于低频是在钢丝低温段,不改变钢丝组织。如果不采用低频均热,那么均热部分就要放到高频段,钢丝温度到达770℃后开始奥氏体转变,奥氏体晶粒度随着时间增加会变大,这样对钢丝性能影响很大。因此,本发明将均热放在奥氏体化前,既能均热又能缩短高温段时间,使钢丝受热更均匀,防止奥氏体晶粒长大。
[0016] 在优选的实施方式中,在S4中,采用PLC控制系统控制60㎡板式换热器,将水温控制在50±2℃,以达到钢丝冷却的均匀性。
[0017] 在优选的实施方式中,在S5中,使钢丝在6KHz中频加热设备中进行回火感应加热,回火温度在450℃至550℃之间,得到回火索氏体组织,使其达到目标抗拉强度。
[0018] 在优选的实施方式中,在S6中,使钢丝在4KHz中频加热设备中进行人工时效处理,去除钢丝残余内应力。
[0019] 在另一个方面,本发明提供了由上述生产方法获得的弹簧钢丝。
[0020] 在优选的实施方式中,所述弹簧钢丝直径最大可达19mm,抗拉强度不大于2200MPa,断面收缩率大于40%,残余内应力<20MPa。
[0021] 在优选的实施方式中,所述弹簧钢丝的抗拉强度在1900‑2200MPa,钢丝断面收缩达到45%‑60%。
[0022] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0023] 本发明采用了三级梯次加热,实现了钢丝加热的均匀性,提升回火温度50℃,同时降低了高温段的保温时间,防止奥氏体晶粒的长大,从而使得钢丝的抗拉强度提升了至少200MPa。
[0024] 本发明的人工时效工艺技术,成功解决了高强度钢丝残余内应力高的弊端,使生产高强度钢丝抗拉强度达到2200MPa,残余内应力小于20MPa。
[0025] 本发明提供的高强度低残余应力弹簧钢丝,直径最大可达19mm,抗拉强度达2200MPa,断面收缩率大于40%,残余内应力<20MPa,提高了超高强度钢丝的稳定性。

法律保护范围

涉及权利要求数量10:其中独权1项,从权-1项

1.一种高强度低残余应力弹簧钢丝的生产方法,其特征在于,所述方法包括:
S1弹簧钢表面处理:采用砂带磨削技术,将弹簧钢盘条表面去除0.04mm,去除表面氧化皮、脱碳层、表面微裂纹;
S2盘条探伤:采用高精度涡流探伤设备对弹簧钢盘条表面大于0.06mm以上的缺陷进行探伤修磨并拉丝定径,获得钢丝;
S3感应加热处理:通过中高频感应加热,将钢丝加热到950℃‑1050℃,进行奥氏体化;
S4水冷却:将奥氏体化的钢丝送入淬火水槽,使钢丝温度降到100℃以下,完成组织转变形成淬火马氏体;
S5回火:采用中频感应加热将钢丝加热到450℃‑550℃保温20秒回火,水冷至室温,得到回火索氏体组织;
S6人工时效:采用中频感应加热将钢丝加热到400℃‑450℃保温20秒,水冷至室温,使钢丝释放残余内应力;
S7制成成品:将钢丝进行收卷,检测,包装并入库。
2.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述弹簧钢丝材质为55SiCr,其化学成分以质量百分比为:C 0.51~0.59%,Si1.20‑1.60%,Mn0.50‑0.80%,Cr0.50‑0.80%,P≤0.25%,S≤0.20%,Ni≤0.35%,余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,在S3中,使用4KHz、6KHz、20KHz中高频感应加热设备进行梯次加热,使钢丝内部组织奥氏体化。
4.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,在S4中,采用PLC控制系统控制60㎡板式换热器,将水温控制在50±2℃。
5.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,在S5中,使钢丝在6KHz中频加热设备中进行回火感应加热。
6.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于,在S6中,使钢丝在4KHz中频加热设备中进行人工时效处理。
7.由权利要求1‑6中任一项所述的生产方法获得的弹簧钢丝。
8.根据权利要求7所述的弹簧钢丝,其特征在于,所述弹簧钢丝直径达19mm。
9.根据权利要求7所述的弹簧钢丝,其特征在于,所述弹簧钢丝抗拉强度不大于
2200MPa,断面收缩率大于40%,残余内应力<20MPa。
10.根据权利要求7所述的弹簧钢丝,其特征在于,所述弹簧钢丝的抗拉强度在1900‑
2200MPa,钢丝断面收缩为45%‑60%。

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