熱成形彈簧熱處理一般采用淬火加中溫回火熱處理處理,得到的組織為回火馬氏體。這種組織具有高的彈性極限、屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,其塑性、韌性較高,冷脆性亦較好。硬度一般在40~50HRC之間,能滿足彈簧的主要性能要求。
(1)淬火
1)淬火溫度。彈簧熱處理時(shí)首先要根據(jù)鋼的臨界點(diǎn)正確選擇淬火溫度。大多數(shù)彈簧鋼屬于亞共析鋼,其淬火溫度應(yīng)為Ac3+30~70℃;對(duì)于過(guò)共析鋼,如85鋼,其淬火溫度應(yīng)為Accm+30~70℃。由于熱成形彈簧的加熱成形、淬火、回火是連續(xù)進(jìn)行的,其加熱速度快,淬火溫度可適當(dāng)提高到850~950℃。
由于對(duì)彈簧表面質(zhì)量的要求較高,因此加熱時(shí)不允許有表面氧化脫碳和過(guò)熱現(xiàn)象。彈簧的淬火加熱必須在有保護(hù)措施的條件下進(jìn)行,彈簧在空氣爐中加熱時(shí),應(yīng)采取防氧化、防脫碳措施。為了減少和防止彈簧在加熱時(shí)因自重而產(chǎn)生的變形,螺旋彈簧在爐中應(yīng)單層或單個(gè)橫放,或使用夾具,不應(yīng)豎直放置,也不要堆放。
2)淬火冷卻。由于絕大多數(shù)熱成形彈簧是用合金鋼制造的,因此淬火時(shí)一般多采用油冷卻。為防止變形,可采用50~80℃熱油淬火。對(duì)于截面較大的彈簧,為使整個(gè)截面都能淬透,可采用水淬油冷雙介質(zhì)淬火。為防止出現(xiàn)裂紋,應(yīng)適當(dāng)降低淬火溫度,嚴(yán)格控制水中停留時(shí)間,淬火后應(yīng)及時(shí)回火。
淬火冷卻方式對(duì)彈簧的變形影響很大。彈簧淬火時(shí),如果垂直浸入,螺距變形較大,中心線變形較小;若水平淬人,則變形情況相反。將彈簧插在與彈簧內(nèi)徑相同、布滿小孔的薄鋼管上,水平淬入介質(zhì)中可以減少變形。
(2)回火彈簧淬火后應(yīng)及時(shí)回火,以防產(chǎn)生淬火裂紋。回火溫度一般為400~500℃。空氣爐中的保溫時(shí)間按1.5 min/mm計(jì)算,但不得少于30min。為使溫度均勻,應(yīng)盡量在帶有風(fēng)扇的空氣爐或硝鹽爐中回火。對(duì)已經(jīng)變形的工件,回火時(shí)可采用專用夾具進(jìn)行校正。彈簧回火后一般在水或油中冷卻,一方面可以防止回火脆性,另一方面可在彈簧表面形成壓應(yīng)力,有利于提高疲勞強(qiáng)度。