Spring type
弹簧校准过程
弹簧产业虽然是整个制造业中的一个小产业,但其作用不可低估。我国工业制造业和汽车工业需要加快发展,作为基础零部件之一的弹簧工业需要一个先进的发展时期,以适应我国整个工业的快速发展。校准通常用于制造质量更好的弹簧。
弹簧是具有弹性的通用基本部件。一般由弹簧钢制成。它用于控制零件的运动,减轻冲击或振动,储存能量,并测量力的大小。数量大、品种多、品种多,应用领域几乎涉及国民经济的各个领域。弹簧校准是弹簧生产中常用的工艺之一。这里有一些弹簧校准的方法。
一。弹簧垂直度校正。这是为了达到高精度垂直度的要求,当磨削不能保证时,可以通过修正提高垂直度的精度。
二。弹簧节距和高度的修正。当以节距为主要验收指标,弹簧自由高度不能保证时,可采用修正方法进行调整。
三。弹簧外径修正。在正常情况下,螺旋弹簧可以保证外径有偏,但当弹簧绕制比过大且弹簧外径公差要求特别严格时,外径需要一定的修正。
不锈钢弹簧按表面状态清洗方法:
不锈钢弹簧的一般考虑
清洗不锈钢弹簧时,请注意不要划伤表面。避免使用漂白成分和含洗涤剂的研磨剂、钢球(刷辊)和研磨工具。.
不锈钢弹簧的表面状态及清洗方法
用肥皂、弱洗剂或温水清洗灰尘和易除垢
标签和贴纸用温水和弱洗涤剂擦拭
粘合剂成分使用酒精或有机溶液
脂肪、油、润滑油污染用软布或纸擦干,然后用中性洗涤剂或氨溶液或特殊洗涤化学品清洗
漂白剂、种子酸粘着剂立即用水冲洗,用氨水或中性碳酸钠溶液浸泡,再用中性洗涤剂或温水冲洗
有机硬质合金粘附力浸泡在热中性洗涤剂或氨溶液中,用弱研磨性洗涤剂清洗
用酒精或有机溶剂(乙醚、苯)擦拭指纹,用软布擦拭,然后用水冲洗
由洗涤剂或油引起的过度彩虹图案。洗涤时使用温水中性洗涤剂
焊接和热变色。用10%硝酸或氢氟酸溶液清洗后,用氨碳酸钠溶液中和,然后用水清洗不锈钢弹簧。—专门用于清洗化学品表面污染引起的锈蚀。洗涤剂洗涤——使用特殊洗涤化学品。
弹簧材料的选择完全取决于弹簧的应用。必须考虑各种重要因素,如:应力水平、工作温度、腐蚀风险、运动频率、压缩振幅、使用寿命要求等。我们在日常生产中几乎使用了所有典型的弹簧材料,海外材料采购渠道畅通。常用材料包括:. 琴钢线
. 不锈钢 – 301、302、304、316、17-7等
. 油淬火钢丝
. 铬硅钢丝
. 铬钒钢丝
. 镀银铍铜线
. 铍青铜线
. 预镀锌(锡)线
. Inconel 750、Inconel 718
. 钛合金
. 哈氏合金
. Elgiloy
. Mizumi Wire等
随着弹簧应用技术的发展,对弹簧材料提出了更高的要求。主要是在高应力下提高疲劳寿命和抗松弛性能;其次,根据不同的应用要求具有耐腐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等方面。为此,除了开发新型弹簧材料外,在严格控制化学成分、减少非金属夹杂物、提高表面质量和尺寸精度等方面也取得了有益的效果。
1(1)弹簧钢生产工艺的发展为了提高弹簧钢的质量,工业发达国家普遍采用炉外精炼技术、连铸工艺、新型轧制及在线自动检测控制设备。
为保证钢的化学成分,减少气体和各种非金属夹杂物的含量,采用大容量电炉或转炉熔炼,采用钢包精炼,使氧含量(质量分数)降低到(0.0021~0.0010)%。生产超纯钢,大大提高了弹簧的设计和工作应力。
连铸生产技术在弹簧钢生产中得到了广泛的应用。通过电磁搅拌和低温铸造,连铸可以减少钢的偏析,减少二次氧化,改善表面脱碳,使结构和性能稳定和均匀。
采用分体式全连续轧机可以提高尺寸精度和表面质量,同时使钢的显微组织沿长度方向均匀。为了保证产品在轧制过程中的表面质量,采用在线自动检测和控制。为了适应变截面弹簧扁钢的生产,开发了一种新的奥氏体轧制成形工艺,即先将钢加热到奥氏体区,再淬火到亚稳态奥氏体区进行塑性加工和淬火。这个过程允许钢在不降低塑性的情况下提高强度。此外,为了提高弹簧钢的性能,还进行了轧制后的在线热处理和表面硬化处理。
(2) 合金钢的发展合金元素的主要作用是提高力学性能、改善工艺性能和赋予一定的特殊性能。气门弹簧和悬架弹簧在SiCr钢中得到了广泛的应用。Si是抗应力松弛性能最好的合金元素。在SiCr钢中加入V和Mo形成SiCrV和SiCrMo钢,可提高其疲劳寿命和抗松弛性能。同时,SiCr拉丝钢丝在高温下具有比钢琴丝和碳弹簧丝更好的抗松弛性能。随着发动机的高速小型化,抗颤振性能好、重量轻、弹性模量小的钛合金得到了广泛的应用,其强度可达到2000mpa。
(3) 38SiMnB低碳奥氏体钢是我国自主开发的一种新型高性能弹簧钢。在此基础上开发的38SiMnVBE具有较高的强度、韧性、淬火透气性、适用性和高性能比等优点。超细晶粒控轧后,其抗拉强度为(2030~2140)MPa,屈服强度为(900~2010)MPa,延伸率为(12~15)%,断面收缩率为(48~55)%。为少量变截面钢板弹簧提供高性能材料。
(4) 中国是不锈钢生产大国。随着不锈钢生产的发展,自然开发出许多品种,目前已达到50多种,基本满足了国内生产和发展的需要。新品种简介。
1) 奥氏体不锈钢体系的初步形成。为了消除碳元素对不锈钢晶界的腐蚀疲劳,研制了0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2低碳奥氏体不锈钢。为了改善其特殊性能,可以添加Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和N。
2) 含氮不锈钢的研制。用氮代碳在不锈钢中进行了研究。N和C在奥氏体不锈钢中有许多共同的特性。N比Ni更稳定奥氏体,相当于C。N和Mn的结合可以代替昂贵的Ni。
氮也是奥氏体中最有效的固溶强化元素之一。氮、铬的亲和力小于碳、铬,在奥氏体钢中很少见到Cr2N的析出。因此,氮可以提高不锈钢的强度而不降低其耐腐蚀性。
3) 超铁素体不锈钢的研制。铁素体不锈钢具有良好的耐蚀性和抗氧化性,其应力腐蚀性能优于奥氏体不锈钢。价格比奥氏体不锈钢便宜。但它存在可焊性差、脆性较大等缺点,生产和使用受到限制。通过降低钢中碳、氮的含量,添加Ti、Nb、Zr、Ta等三种稳定元素,并添加Cu、AI、V等金属增韧元素,提高铁素体钢的焊接性和脆性。
4) 超奥氏体钢的发展。超级奥氏体钢是指铬、钼和氮含量明显高于传统不锈钢的奥氏体钢。其中比较有名的是含6%Mo(245S-Mo)的钢。这种钢具有很好的抗局部腐蚀性。它具有良好的抗点蚀性能(PI 40),在海水、曝气、间隙和低速腐蚀条件下具有良好的抗应力腐蚀性能。它是一种镍基合金,是钛合金的替代材料。
5) 超马氏体不锈钢的研制。传统的马氏体不锈钢2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足够的塑性,在冷镦变形过程中对应力非常敏感,使冷成形困难。此外,钢材的焊接性较差,使用范围有限。为了克服马氏体钢的上述缺点,近年来人们找到了一条有效的途径,即降低钢中的碳、钛含量,提高镍含量,开发出一系列新型合金钢&超马氏体钢。该钢具有抗拉强度高、塑性好、焊接性能好等特点。因此,超马氏体钢又称为软马氏体钢或可焊马氏体钢。
(5) 弹簧钢丝的发展经过100多年的发展,弹簧钢丝的工艺经历了从铅淬火到油淬火,现在已经发展到感应加热淬火。加上工艺技术和设备的不断创新和完善,品种质量不断更新。近年来发展起来的阀门弹簧钢丝感应淬火回火工艺证明,由于感应加热时间短,淬火组织小,钢丝表面几乎没有脱碳层,因此其塑性、韧性、抗松弛性、断裂韧性好,与油淬回火钢丝相比,延迟断裂抗力和疲劳寿命有了很大提高。
另一种超细晶变形热处理钢丝已在该领域得到应用,并取得了一定的效果。超细晶粒变形热处理是超细晶粒与变形热处理相结合的复合强韧化过程。它不仅可以改善线材的力学性能,而且可以提高线材的表面质量。材料的表面质量对疲劳性能有很大的影响。为保证表面质量,对有特殊要求的材料进行剥皮,去除表面层0.1mm。深度为0.5mm的缺陷采用涡流探伤。对于拉丝过程中的表面不平度,可以采用电解磨削的方法将表面粗糙度降低到=(6.5~3.4)m。
(6) 近年来不锈钢丝的发展,国外不锈钢弹簧钢丝的生产发展迅速。国内需求增加的品种主要有1Cr18Ni9和0Cr17Ni7AI。
先进的钢丝生产工艺的特点是先将盘条剥落,去除表面热加工产生的缺陷。除了第一次溶液处理后的酸洗外,整个冷加工过程都保持着光亮的表面。
随着技术的发展,不锈钢丝的生产工艺进一步简化,一些原金属制品行业的质量控制也得到简化,转化为对线材质量的要求。毛坯拉拔机结束后,用清洁球擦拭,用水冲洗,去除表面涂层和残留的润滑膜。光亮热处理前,设有电解酸洗、碱中和、水洗、烘干等装置,彻底清除钢丝表面油污,提高表面质量。
(7) 形状记忆合金的发展目前,单向形状记忆合金以50Ti和50Ni的性能最好,在弹簧中有着广阔的应用前景。由形状记忆合金制成的弹簧在温度的作用下可以膨胀和收缩。主要用于恒温、恒载、恒变形控制系统。由于执行机构是由弹簧推动和缩回的,弹簧的工作应力变化很大。
(8) 陶瓷的应用弹性模量高,断裂强度低,适用于变形小的地方。目前使用的陶瓷材料具有良好的耐热性、耐磨性和绝缘性能,采用的是室温强度高的超塑性锌合金(SPZ)。此外,还有高强度氮化硅,可承受高达1000°C的高温。但是,陶瓷弹簧不适合在冲击载荷下工作。
(9) 纤维增强塑料。玻璃钢(GFRP)钢板弹簧在英国、美国、日本等国家得到了广泛的应用。除水平悬挂外,它们还可用于特殊轻型车辆,如纵向放置汽车的悬挂。目前,碳纤维增强塑料(GFRP)悬架弹簧已研制成功,比金属板簧轻20%。
弹簧的腐蚀按反应类型可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。它们都是弹簧表面金属原子或电子涨落变化的结果。
如果弹簧表面的金属只与周围的介质发生化学反应,则由弹簧引起的腐蚀称为化学腐蚀。例如,弹簧在特别干燥的气氛中氧化形成氧化膜,而非电解质液体中的弹簧与液体或液体中的杂质等化学变化,这是化学腐蚀。
如果弹簧与电解液接触,由微电池作用引起的腐蚀称为电化学腐蚀。例如,弹簧与酸性或盐溶液接触。这些溶液是电解质。由于弹簧表面存在缺陷或杂质,形成不同电位差的电极,使弹簧不断受到电解腐蚀。大气中的水蒸气在弹簧表面凝结成水膜或水滴,大气中的腐蚀性气体(如工业废气中的二氧化硫和硫化氢或海洋大气中的盐雾)溶解在水膜或水中,在珠中形成电解质。此外,弹簧金属中的杂质或缺陷也会形成不同电位差的电极,弹簧也会产生电解腐蚀。这些都是电化学腐蚀。
弹簧的化学腐蚀小而缓慢,而电化学腐蚀占主导地位且广泛存在。一般说来,化学腐蚀和电化学腐蚀共存。
弹簧在制造、储存和使用过程中经常受到周围介质的腐蚀。由于弹簧受弹簧力作用,弹簧受腐蚀后,弹簧力会发生变化,失去作用。因此,防止弹簧的腐蚀,可以保证弹簧工作的稳定性,延长弹簧的使用寿命。
弹簧防腐方法一般采用保护层,根据保护层的性质可分为:金属保护层、化学保护层、非金属保护层和临时保护层。这里重点介绍前三种方法。
不锈钢弹簧和铜丝弹簧具有一定的防腐能力,一般不进行防腐处理。
首先,弹簧的化学保护层
采用化学反应法在弹簧表面形成致密的保护膜,防止弹簧腐蚀。通常采用氧化处理和磷化处理。
氧化处理和磷化处理成本低,生产效率高。一般来说,弹簧制造商使用氧化处理作为防腐处理。
(1)氧化处理钢的氧化处理也称为蓝色、黑色或煮沸。氧化处理后,在弹簧表面形成保护磁性氧化铁。氧化膜通常为蓝色或黑色,有时为深褐色。其颜色取决于弹簧的表面状态、弹簧材料的化学成分和氧化处理过程。
氧化处理方法有:盐氧化法、无碱氧化法和电解氧化法。它们大多采用碱性氧化法。
碱性氧化法是将氧化剂浸入含氧化剂的氢氧化钠溶液中,在约140℃的温度下浸泡一段时间。氧化剂和氢氧化钠与铁相互作用,形成铁酸钠和铁酸钠,然后相互反应。这就产生了磁性氧化铁。
氧化膜的厚度约为0.6~2μm,虽然氧化膜能提高弹簧的耐蚀性,但由于薄膜和孔的原因,其保护能力较差,只能用于腐蚀性较小的弹簧。其耐腐蚀性能取决于氧化膜的致密性和厚度,因此还取决于氢氧化钠的浓度、氧化剂的浓度和溶液的温度等因素。
为了提高氧化膜的耐蚀性和润滑性,应加强氧化处理前后的处理。在氧化处理之前,必须完全去除锈、氧化皮、油渍、热处理盐残留物和表面接触层。氧化处理后,通常在皂液或重铬酸盐中填充弹簧,然后用流动温水洗涤,吹干或干燥,最后用水膜代替防锈油或一定温度的机械油。油浸。
α-氧化处理侵蚀了一些热轧弹簧材料的表面晶界,从而在一定程度上降低了疲劳强度。因此,在采用氧化处理时应注意。
传统的氧化处理需要加热。近年来,国内一些生产单位还采用了常温发黑剂,克服了传统发黑工艺的缺点,节约了大量能源。
发黑剂为蓝绿色浓缩液化,无杂质,无异味,不易燃,不爆炸,无腐蚀性,运输安全。
用水稀释发黑剂。弹簧发黑时的常用稀释比约为1:5。
黑化剂的操作过程相对简单。其工艺路线为:脱脂、漂洗、排酸、漂洗、发黑(室温2~5min)漂洗、水膜置换防锈油。应注意的是,弹簧工件上的油必须完全去除,并可在清洗后放入常温剂进行氧化处理。
氧化处理成本低,工艺配方简单,生产效率高,氧化膜具有一定的弹性,基本不影响弹簧的特性曲线。因此,氧化处理被广泛用于形成螺旋弹簧、弹簧垫圈和钢板弹簧的腐蚀保护。装饰措施。
氧化处理后弹簧的质量检查包括外观检查和耐腐蚀检查。
(2) 将弹簧放入含有锰、铁和锌的磷酸盐溶液中,在金属表面形成不溶于水的磷酸盐膜的方法称为磷化。磷化膜外观为深灰色、灰色或深灰色,无光泽。磷化膜厚度一般为5-20μm,在一般大气条件下,磷化膜相对稳定,耐蚀性是蓝色膜的6-24倍。磷化膜具有微孔结构,对油漆和油脂有良好的吸附能力。因此,磷化通常与涂漆等涂层方法结合使用。用重铬酸钾填充,磷化后浸油或上漆,可进一步提高其耐腐蚀性能。磷酸盐膜在动物油、植物油和矿物油中相对稳定,在某些有机溶液(如苯和甲苯)中相对稳定。
磷化膜能承受400~500℃的高温,因此,一些高温工作的弹簧,如炮弹射击部分的弹簧,通常要进行磷化处理。
弹簧最好在磷化前进行喷砂处理。喷砂后不能拖太久,应立即磷化。如果没有喷砂设备,也可以使用化学脱脂和酸洗去除油污。弹簧在磷化过程中产生大量的氢,使磷化弹簧发生氢脆。重点部位弹簧磷化后应进行脱氢处理。
第二,弹簧的金属保护层
锌和镉涂层的厚度决定了防护等级。使用时一般应根据工作环境选择厚度。镀锌层硬度建议选择6~24μm;镉层厚度建议选择6~12μm。
弹簧的镀锌和镀镉是在氰化物电解液中进行的。在电镀过程中,除镀锌或镀镉外,一部分还原氢渗透到镀层和母材的晶格中,引起内应力,使镀层和弹簧上的弹簧变脆,又称氢脆。由于弹簧材料的强度很高,弹簧的变形量很大,对氢脆特别敏感。如果不及时清除氢气,弹簧经常会断裂。为了消除电镀过程中产生的一些缺陷,提高弹簧的理化性能,延长弹簧的使用寿命,提高镀层的耐蚀性,必须进行镀后处理,即除氢处理。除氢处理应在电镀后或数小时内进行。通过在200~215°C温度下加热镀簧1~2小时(或超过2小时,时间过长,容易产生铬脆化),达到除氢的目的。
除氢通常在烤箱中进行。除氢效果与镀后温度、时间、停留时间有关。一般来说,温度高、加热时间长、镀后停留时间短,其除氢效果好。因此,可以选择较高的弹簧脱氢温度。
除上述镀锌和镀镉外,还有镀铜、镀铬、镀镍、镀锡、镀银和镀锌钛合金。弹簧设计师可根据弹簧的使用场合选择电镀层。
第三,弹簧的非金属保护层
非金属保护层是在弹簧表面上的一种有机物质的浸渍或喷涂层,如油漆、沥青、塑料等,以保护弹簧不受腐蚀。
非金属保护层,膜层较厚,化学稳定性好,机械防腐效果较好,但硬度较低,易划伤和损伤,膜层有老化现象。
用于弹簧漆层的油漆通常如下:
a.沥青涂料沥青涂料具有良好的耐水性、防潮性、耐腐蚀性,特别是优异的耐酸性和耐碱性。但附着力、机械强度和装饰性较差。
酚醛漆酚醛漆分为底漆和面漆两种。酚醛底漆附着力强,防锈性能好,但漆膜的机械强度和光泽较差。酚醛面漆漆膜坚硬,光泽好,但耐候性差,漆膜易发黄。
c.醇酸漆醇酸漆坚韧,附着力强,力学性能好,光泽好,耐久性好,具有一定的耐油性和绝缘性能。缺点是表面干燥快,粘手时间长,易起皱,不耐水碱。
环氧漆具有较强的附着力,硬度高,韧性好,抗弯曲,抗冲击,硬而不脆,对水、酸、碱和多种有机溶剂具有优异的耐水性。耐碱性更为突出。其缺点是表面粉化速度快,溶剂选择性高。电泳漆采用水溶性环氧漆。
一般来说,油漆层可以单独使用,也可以用作磷化着色剂。有时,有些弹簧会涂上不同颜色的油漆,以便根据负载来区分。所用油漆的具体品种和等级应根据工作环境确定。如有必要,应在弹簧模式中注明。
刷漆的方法有很多种,大多数都是在弹簧上使用的:
a.浸涂法是将弹簧浸入油漆槽中,然后取出,让表面多余的油漆液自然滴下。干燥后,弹簧表面覆盖一层漆膜。
浸涂法生产效率高,可应用于机械化、自动化生产。该工艺简单易行。但是,油漆蒸发很快,不应使用含有重颜料和双组分油漆(胺固化环氧漆、聚氨酯漆等)的油漆。浸涂法漆膜不够平整,容易产生上下薄、边缘凹陷的现象。
b.喷涂方法是用喷枪将油漆喷涂成雾状细颗粒,在弹簧表面均匀地沉积一层漆膜。
本发明的喷涂方法工作效率高,施工方便,适应性强,漆膜厚度相对均匀、平整、光滑。但喷涂法对涂料的有效利用率仅为70%~80%左右,所需溶剂比其他方法多。这些溶剂都会蒸发,损失太大。此外,漆雾颗粒的扩散和溶剂的挥发造成环境污染,影响工人健康。
c.静电喷涂法在热固性粉末通过喷涂腔口的瞬间产生负电荷,塑料粉末在仓库和压缩空气的作用下均匀地分布在弹簧表面。然后在150~180°C的烘箱中加热(塑化)喷射的弹簧,形成光滑、牢固的表面保护层。一般保温时间为40~60min。
该工艺具有生产效率高、适于流水作业、产品质量好、漆膜厚度均匀、附着力好等优点。这种方法目前广泛应用于弹簧制造业。
d.随着主机结构的变化和弹簧的工作条件越来越恶劣,为了提高弹簧的使用寿命,阀门弹簧的表面防腐处理在弹簧清洗后改为专用防锈油(脂)。取代传统的氧化或涂层处理。
近年来,弹簧表面的装饰得到了弹簧设计师的认可。精加工过程是将弹簧直接放入倾斜离心或螺旋振动、涡流等一系列精加工机中,加入适量的磨料、磨料和水进行精加工。一般精整时间约为20~30min,具体精整时间取决于弹簧的形状和装置的数量。完成后,取出弹簧,用自来水冲洗,然后浸入SM系列水膜中,更换防锈油几分钟后取出。此时,弹簧表面附着5μm防锈油膜,保护弹簧不受腐蚀。这种处理方法极大地支持了传统和复杂的过程,如脱脂、清洗、酸洗和脱氢。目前,在装饰(全)过程中使用的弹簧有:油泵和油嘴用柱塞弹簧、喷油器用调压弹簧;冰箱压缩机用支撑弹簧。光整(终)处理和常规氧化或电镀处理的性能(寿命)和耐腐蚀性的比较,没有进一步的测试和实践,做出了更可靠的结论。
弹簧校准过程
弹簧产业虽然是整个制造业中的一个小产业,但其作用不可低估。我国工业制造业和汽车工业需要加快发展,作为基础零部件之一的弹簧工业需要一个先进的发展时期,以适应我国整个工业的快速发展。校准通常用于制造质量更好的弹簧。
弹簧是具有弹性的通用基本部件。一般由弹簧钢制成。它用于控制零件的运动,减轻冲击或振动,储存能量,并测量力的大小。数量大、品种多、品种多,应用领域几乎涉及国民经济的各个领域。弹簧校准是弹簧生产中常用的工艺之一。这里有一些弹簧校准的方法。
一。弹簧垂直度校正。这是为了达到高精度垂直度的要求,当磨削不能保证时,可以通过修正提高垂直度的精度。
二。弹簧节距和高度的修正。当以节距为主要验收指标,弹簧自由高度不能保证时,可采用修正方法进行调整。
三。弹簧外径修正。在正常情况下,螺旋弹簧可以保证外径有偏,但当弹簧绕制比过大且弹簧外径公差要求特别严格时,外径需要一定的修正。
不锈钢弹簧按表面状态清洗方法:
不锈钢弹簧的一般考虑
清洗不锈钢弹簧时,请注意不要划伤表面。避免使用漂白成分和含洗涤剂的研磨剂、钢球(刷辊)和研磨工具。.
不锈钢弹簧的表面状态及清洗方法
用肥皂、弱洗剂或温水清洗灰尘和易除垢
标签和贴纸用温水和弱洗涤剂擦拭
粘合剂成分使用酒精或有机溶液
脂肪、油、润滑油污染用软布或纸擦干,然后用中性洗涤剂或氨溶液或特殊洗涤化学品清洗
漂白剂、种子酸粘着剂立即用水冲洗,用氨水或中性碳酸钠溶液浸泡,再用中性洗涤剂或温水冲洗
有机硬质合金粘附力浸泡在热中性洗涤剂或氨溶液中,用弱研磨性洗涤剂清洗
用酒精或有机溶剂(乙醚、苯)擦拭指纹,用软布擦拭,然后用水冲洗
由洗涤剂或油引起的过度彩虹图案。洗涤时使用温水中性洗涤剂
焊接和热变色。用10%硝酸或氢氟酸溶液清洗后,用氨碳酸钠溶液中和,然后用水清洗不锈钢弹簧。—专门用于清洗化学品表面污染引起的锈蚀。洗涤剂洗涤——使用特殊洗涤化学品。
弹簧材料的选择完全取决于弹簧的应用。必须考虑各种重要因素,如:应力水平、工作温度、腐蚀风险、运动频率、压缩振幅、使用寿命要求等。我们在日常生产中几乎使用了所有典型的弹簧材料,海外材料采购渠道畅通。常用材料包括:. 琴钢线
. 不锈钢 – 301、302、304、316、17-7等
. 油淬火钢丝
. 铬硅钢丝
. 铬钒钢丝
. 镀银铍铜线
. 铍青铜线
. 预镀锌(锡)线
. Inconel 750、Inconel 718
. 钛合金
. 哈氏合金
. Elgiloy
. Mizumi Wire等
随着弹簧应用技术的发展,对弹簧材料提出了更高的要求。主要是在高应力下提高疲劳寿命和抗松弛性能;其次,根据不同的应用要求具有耐腐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等方面。为此,除了开发新型弹簧材料外,在严格控制化学成分、减少非金属夹杂物、提高表面质量和尺寸精度等方面也取得了有益的效果。
1(1)弹簧钢生产工艺的发展为了提高弹簧钢的质量,工业发达国家普遍采用炉外精炼技术、连铸工艺、新型轧制及在线自动检测控制设备。
为保证钢的化学成分,减少气体和各种非金属夹杂物的含量,采用大容量电炉或转炉熔炼,采用钢包精炼,使氧含量(质量分数)降低到(0.0021~0.0010)%。生产超纯钢,大大提高了弹簧的设计和工作应力。
连铸生产技术在弹簧钢生产中得到了广泛的应用。通过电磁搅拌和低温铸造,连铸可以减少钢的偏析,减少二次氧化,改善表面脱碳,使结构和性能稳定和均匀。
采用分体式全连续轧机可以提高尺寸精度和表面质量,同时使钢的显微组织沿长度方向均匀。为了保证产品在轧制过程中的表面质量,采用在线自动检测和控制。为了适应变截面弹簧扁钢的生产,开发了一种新的奥氏体轧制成形工艺,即先将钢加热到奥氏体区,再淬火到亚稳态奥氏体区进行塑性加工和淬火。这个过程允许钢在不降低塑性的情况下提高强度。此外,为了提高弹簧钢的性能,还进行了轧制后的在线热处理和表面硬化处理。
(2) 合金钢的发展合金元素的主要作用是提高力学性能、改善工艺性能和赋予一定的特殊性能。气门弹簧和悬架弹簧在SiCr钢中得到了广泛的应用。Si是抗应力松弛性能最好的合金元素。在SiCr钢中加入V和Mo形成SiCrV和SiCrMo钢,可提高其疲劳寿命和抗松弛性能。同时,SiCr拉丝钢丝在高温下具有比钢琴丝和碳弹簧丝更好的抗松弛性能。随着发动机的高速小型化,抗颤振性能好、重量轻、弹性模量小的钛合金得到了广泛的应用,其强度可达到2000mpa。
(3) 38SiMnB低碳奥氏体钢是我国自主开发的一种新型高性能弹簧钢。在此基础上开发的38SiMnVBE具有较高的强度、韧性、淬火透气性、适用性和高性能比等优点。超细晶粒控轧后,其抗拉强度为(2030~2140)MPa,屈服强度为(900~2010)MPa,延伸率为(12~15)%,断面收缩率为(48~55)%。为少量变截面钢板弹簧提供高性能材料。
(4) 中国是不锈钢生产大国。随着不锈钢生产的发展,自然开发出许多品种,目前已达到50多种,基本满足了国内生产和发展的需要。新品种简介。
1) 奥氏体不锈钢体系的初步形成。为了消除碳元素对不锈钢晶界的腐蚀疲劳,研制了0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2低碳奥氏体不锈钢。为了改善其特殊性能,可以添加Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和N。
2) 含氮不锈钢的研制。用氮代碳在不锈钢中进行了研究。N和C在奥氏体不锈钢中有许多共同的特性。N比Ni更稳定奥氏体,相当于C。N和Mn的结合可以代替昂贵的Ni。
氮也是奥氏体中最有效的固溶强化元素之一。氮、铬的亲和力小于碳、铬,在奥氏体钢中很少见到Cr2N的析出。因此,氮可以提高不锈钢的强度而不降低其耐腐蚀性。
3) 超铁素体不锈钢的研制。铁素体不锈钢具有良好的耐蚀性和抗氧化性,其应力腐蚀性能优于奥氏体不锈钢。价格比奥氏体不锈钢便宜。但它存在可焊性差、脆性较大等缺点,生产和使用受到限制。通过降低钢中碳、氮的含量,添加Ti、Nb、Zr、Ta等三种稳定元素,并添加Cu、AI、V等金属增韧元素,提高铁素体钢的焊接性和脆性。
4) 超奥氏体钢的发展。超级奥氏体钢是指铬、钼和氮含量明显高于传统不锈钢的奥氏体钢。其中比较有名的是含6%Mo(245S-Mo)的钢。这种钢具有很好的抗局部腐蚀性。它具有良好的抗点蚀性能(PI 40),在海水、曝气、间隙和低速腐蚀条件下具有良好的抗应力腐蚀性能。它是一种镍基合金,是钛合金的替代材料。
5) 超马氏体不锈钢的研制。传统的马氏体不锈钢2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足够的塑性,在冷镦变形过程中对应力非常敏感,使冷成形困难。此外,钢材的焊接性较差,使用范围有限。为了克服马氏体钢的上述缺点,近年来人们找到了一条有效的途径,即降低钢中的碳、钛含量,提高镍含量,开发出一系列新型合金钢&超马氏体钢。该钢具有抗拉强度高、塑性好、焊接性能好等特点。因此,超马氏体钢又称为软马氏体钢或可焊马氏体钢。
(5) 弹簧钢丝的发展经过100多年的发展,弹簧钢丝的工艺经历了从铅淬火到油淬火,现在已经发展到感应加热淬火。加上工艺技术和设备的不断创新和完善,品种质量不断更新。近年来发展起来的阀门弹簧钢丝感应淬火回火工艺证明,由于感应加热时间短,淬火组织小,钢丝表面几乎没有脱碳层,因此其塑性、韧性、抗松弛性、断裂韧性好,与油淬回火钢丝相比,延迟断裂抗力和疲劳寿命有了很大提高。
另一种超细晶变形热处理钢丝已在该领域得到应用,并取得了一定的效果。超细晶粒变形热处理是超细晶粒与变形热处理相结合的复合强韧化过程。它不仅可以改善线材的力学性能,而且可以提高线材的表面质量。材料的表面质量对疲劳性能有很大的影响。为保证表面质量,对有特殊要求的材料进行剥皮,去除表面层0.1mm。深度为0.5mm的缺陷采用涡流探伤。对于拉丝过程中的表面不平度,可以采用电解磨削的方法将表面粗糙度降低到=(6.5~3.4)m。
(6) 近年来不锈钢丝的发展,国外不锈钢弹簧钢丝的生产发展迅速。国内需求增加的品种主要有1Cr18Ni9和0Cr17Ni7AI。
先进的钢丝生产工艺的特点是先将盘条剥落,去除表面热加工产生的缺陷。除了第一次溶液处理后的酸洗外,整个冷加工过程都保持着光亮的表面。
随着技术的发展,不锈钢丝的生产工艺进一步简化,一些原金属制品行业的质量控制也得到简化,转化为对线材质量的要求。毛坯拉拔机结束后,用清洁球擦拭,用水冲洗,去除表面涂层和残留的润滑膜。光亮热处理前,设有电解酸洗、碱中和、水洗、烘干等装置,彻底清除钢丝表面油污,提高表面质量。
(7) 形状记忆合金的发展目前,单向形状记忆合金以50Ti和50Ni的性能最好,在弹簧中有着广阔的应用前景。由形状记忆合金制成的弹簧在温度的作用下可以膨胀和收缩。主要用于恒温、恒载、恒变形控制系统。由于执行机构是由弹簧推动和缩回的,弹簧的工作应力变化很大。
(8) 陶瓷的应用弹性模量高,断裂强度低,适用于变形小的地方。目前使用的陶瓷材料具有良好的耐热性、耐磨性和绝缘性能,采用的是室温强度高的超塑性锌合金(SPZ)。此外,还有高强度氮化硅,可承受高达1000°C的高温。但是,陶瓷弹簧不适合在冲击载荷下工作。
(9) 纤维增强塑料。玻璃钢(GFRP)钢板弹簧在英国、美国、日本等国家得到了广泛的应用。除水平悬挂外,它们还可用于特殊轻型车辆,如纵向放置汽车的悬挂。目前,碳纤维增强塑料(GFRP)悬架弹簧已研制成功,比金属板簧轻20%。
弹簧的腐蚀按反应类型可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。它们都是弹簧表面金属原子或电子涨落变化的结果。
如果弹簧表面的金属只与周围的介质发生化学反应,则由弹簧引起的腐蚀称为化学腐蚀。例如,弹簧在特别干燥的气氛中氧化形成氧化膜,而非电解质液体中的弹簧与液体或液体中的杂质等化学变化,这是化学腐蚀。
如果弹簧与电解液接触,由微电池作用引起的腐蚀称为电化学腐蚀。例如,弹簧与酸性或盐溶液接触。这些溶液是电解质。由于弹簧表面存在缺陷或杂质,形成不同电位差的电极,使弹簧不断受到电解腐蚀。大气中的水蒸气在弹簧表面凝结成水膜或水滴,大气中的腐蚀性气体(如工业废气中的二氧化硫和硫化氢或海洋大气中的盐雾)溶解在水膜或水中,在珠中形成电解质。此外,弹簧金属中的杂质或缺陷也会形成不同电位差的电极,弹簧也会产生电解腐蚀。这些都是电化学腐蚀。
弹簧的化学腐蚀小而缓慢,而电化学腐蚀占主导地位且广泛存在。一般说来,化学腐蚀和电化学腐蚀共存。
弹簧在制造、储存和使用过程中经常受到周围介质的腐蚀。由于弹簧受弹簧力作用,弹簧受腐蚀后,弹簧力会发生变化,失去作用。因此,防止弹簧的腐蚀,可以保证弹簧工作的稳定性,延长弹簧的使用寿命。
弹簧防腐方法一般采用保护层,根据保护层的性质可分为:金属保护层、化学保护层、非金属保护层和临时保护层。这里重点介绍前三种方法。
不锈钢弹簧和铜丝弹簧具有一定的防腐能力,一般不进行防腐处理。
首先,弹簧的化学保护层
采用化学反应法在弹簧表面形成致密的保护膜,防止弹簧腐蚀。通常采用氧化处理和磷化处理。
氧化处理和磷化处理成本低,生产效率高。一般来说,弹簧制造商使用氧化处理作为防腐处理。
(1)氧化处理钢的氧化处理也称为蓝色、黑色或煮沸。氧化处理后,在弹簧表面形成保护磁性氧化铁。氧化膜通常为蓝色或黑色,有时为深褐色。其颜色取决于弹簧的表面状态、弹簧材料的化学成分和氧化处理过程。
氧化处理方法有:盐氧化法、无碱氧化法和电解氧化法。它们大多采用碱性氧化法。
碱性氧化法是将氧化剂浸入含氧化剂的氢氧化钠溶液中,在约140℃的温度下浸泡一段时间。氧化剂和氢氧化钠与铁相互作用,形成铁酸钠和铁酸钠,然后相互反应。这就产生了磁性氧化铁。
氧化膜的厚度约为0.6~2μm,虽然氧化膜能提高弹簧的耐蚀性,但由于薄膜和孔的原因,其保护能力较差,只能用于腐蚀性较小的弹簧。其耐腐蚀性能取决于氧化膜的致密性和厚度,因此还取决于氢氧化钠的浓度、氧化剂的浓度和溶液的温度等因素。
为了提高氧化膜的耐蚀性和润滑性,应加强氧化处理前后的处理。在氧化处理之前,必须完全去除锈、氧化皮、油渍、热处理盐残留物和表面接触层。氧化处理后,通常在皂液或重铬酸盐中填充弹簧,然后用流动温水洗涤,吹干或干燥,最后用水膜代替防锈油或一定温度的机械油。油浸。
α-氧化处理侵蚀了一些热轧弹簧材料的表面晶界,从而在一定程度上降低了疲劳强度。因此,在采用氧化处理时应注意。
传统的氧化处理需要加热。近年来,国内一些生产单位还采用了常温发黑剂,克服了传统发黑工艺的缺点,节约了大量能源。
发黑剂为蓝绿色浓缩液化,无杂质,无异味,不易燃,不爆炸,无腐蚀性,运输安全。
用水稀释发黑剂。弹簧发黑时的常用稀释比约为1:5。
黑化剂的操作过程相对简单。其工艺路线为:脱脂、漂洗、排酸、漂洗、发黑(室温2~5min)漂洗、水膜置换防锈油。应注意的是,弹簧工件上的油必须完全去除,并可在清洗后放入常温剂进行氧化处理。
氧化处理成本低,工艺配方简单,生产效率高,氧化膜具有一定的弹性,基本不影响弹簧的特性曲线。因此,氧化处理被广泛用于形成螺旋弹簧、弹簧垫圈和钢板弹簧的腐蚀保护。装饰措施。
氧化处理后弹簧的质量检查包括外观检查和耐腐蚀检查。
(2) 将弹簧放入含有锰、铁和锌的磷酸盐溶液中,在金属表面形成不溶于水的磷酸盐膜的方法称为磷化。磷化膜外观为深灰色、灰色或深灰色,无光泽。磷化膜厚度一般为5-20μm,在一般大气条件下,磷化膜相对稳定,耐蚀性是蓝色膜的6-24倍。磷化膜具有微孔结构,对油漆和油脂有良好的吸附能力。因此,磷化通常与涂漆等涂层方法结合使用。用重铬酸钾填充,磷化后浸油或上漆,可进一步提高其耐腐蚀性能。磷酸盐膜在动物油、植物油和矿物油中相对稳定,在某些有机溶液(如苯和甲苯)中相对稳定。
磷化膜能承受400~500℃的高温,因此,一些高温工作的弹簧,如炮弹射击部分的弹簧,通常要进行磷化处理。
弹簧最好在磷化前进行喷砂处理。喷砂后不能拖太久,应立即磷化。如果没有喷砂设备,也可以使用化学脱脂和酸洗去除油污。弹簧在磷化过程中产生大量的氢,使磷化弹簧发生氢脆。重点部位弹簧磷化后应进行脱氢处理。
第二,弹簧的金属保护层
锌和镉涂层的厚度决定了防护等级。使用时一般应根据工作环境选择厚度。镀锌层硬度建议选择6~24μm;镉层厚度建议选择6~12μm。
弹簧的镀锌和镀镉是在氰化物电解液中进行的。在电镀过程中,除镀锌或镀镉外,一部分还原氢渗透到镀层和母材的晶格中,引起内应力,使镀层和弹簧上的弹簧变脆,又称氢脆。由于弹簧材料的强度很高,弹簧的变形量很大,对氢脆特别敏感。如果不及时清除氢气,弹簧经常会断裂。为了消除电镀过程中产生的一些缺陷,提高弹簧的理化性能,延长弹簧的使用寿命,提高镀层的耐蚀性,必须进行镀后处理,即除氢处理。除氢处理应在电镀后或数小时内进行。通过在200~215°C温度下加热镀簧1~2小时(或超过2小时,时间过长,容易产生铬脆化),达到除氢的目的。
除氢通常在烤箱中进行。除氢效果与镀后温度、时间、停留时间有关。一般来说,温度高、加热时间长、镀后停留时间短,其除氢效果好。因此,可以选择较高的弹簧脱氢温度。
除上述镀锌和镀镉外,还有镀铜、镀铬、镀镍、镀锡、镀银和镀锌钛合金。弹簧设计师可根据弹簧的使用场合选择电镀层。
第三,弹簧的非金属保护层
非金属保护层是在弹簧表面上的一种有机物质的浸渍或喷涂层,如油漆、沥青、塑料等,以保护弹簧不受腐蚀。
非金属保护层,膜层较厚,化学稳定性好,机械防腐效果较好,但硬度较低,易划伤和损伤,膜层有老化现象。
用于弹簧漆层的油漆通常如下:
a.沥青涂料沥青涂料具有良好的耐水性、防潮性、耐腐蚀性,特别是优异的耐酸性和耐碱性。但附着力、机械强度和装饰性较差。
酚醛漆酚醛漆分为底漆和面漆两种。酚醛底漆附着力强,防锈性能好,但漆膜的机械强度和光泽较差。酚醛面漆漆膜坚硬,光泽好,但耐候性差,漆膜易发黄。
c.醇酸漆醇酸漆坚韧,附着力强,力学性能好,光泽好,耐久性好,具有一定的耐油性和绝缘性能。缺点是表面干燥快,粘手时间长,易起皱,不耐水碱。
环氧漆具有较强的附着力,硬度高,韧性好,抗弯曲,抗冲击,硬而不脆,对水、酸、碱和多种有机溶剂具有优异的耐水性。耐碱性更为突出。其缺点是表面粉化速度快,溶剂选择性高。电泳漆采用水溶性环氧漆。
一般来说,油漆层可以单独使用,也可以用作磷化着色剂。有时,有些弹簧会涂上不同颜色的油漆,以便根据负载来区分。所用油漆的具体品种和等级应根据工作环境确定。如有必要,应在弹簧模式中注明。
刷漆的方法有很多种,大多数都是在弹簧上使用的:
a.浸涂法是将弹簧浸入油漆槽中,然后取出,让表面多余的油漆液自然滴下。干燥后,弹簧表面覆盖一层漆膜。
浸涂法生产效率高,可应用于机械化、自动化生产。该工艺简单易行。但是,油漆蒸发很快,不应使用含有重颜料和双组分油漆(胺固化环氧漆、聚氨酯漆等)的油漆。浸涂法漆膜不够平整,容易产生上下薄、边缘凹陷的现象。
b.喷涂方法是用喷枪将油漆喷涂成雾状细颗粒,在弹簧表面均匀地沉积一层漆膜。
本发明的喷涂方法工作效率高,施工方便,适应性强,漆膜厚度相对均匀、平整、光滑。但喷涂法对涂料的有效利用率仅为70%~80%左右,所需溶剂比其他方法多。这些溶剂都会蒸发,损失太大。此外,漆雾颗粒的扩散和溶剂的挥发造成环境污染,影响工人健康。
c.静电喷涂法在热固性粉末通过喷涂腔口的瞬间产生负电荷,塑料粉末在仓库和压缩空气的作用下均匀地分布在弹簧表面。然后在150~180°C的烘箱中加热(塑化)喷射的弹簧,形成光滑、牢固的表面保护层。一般保温时间为40~60min。
该工艺具有生产效率高、适于流水作业、产品质量好、漆膜厚度均匀、附着力好等优点。这种方法目前广泛应用于弹簧制造业。
d.随着主机结构的变化和弹簧的工作条件越来越恶劣,为了提高弹簧的使用寿命,阀门弹簧的表面防腐处理在弹簧清洗后改为专用防锈油(脂)。取代传统的氧化或涂层处理。
近年来,弹簧表面的装饰得到了弹簧设计师的认可。精加工过程是将弹簧直接放入倾斜离心或螺旋振动、涡流等一系列精加工机中,加入适量的磨料、磨料和水进行精加工。一般精整时间约为20~30min,具体精整时间取决于弹簧的形状和装置的数量。完成后,取出弹簧,用自来水冲洗,然后浸入SM系列水膜中,更换防锈油几分钟后取出。此时,弹簧表面附着5μm防锈油膜,保护弹簧不受腐蚀。这种处理方法极大地支持了传统和复杂的过程,如脱脂、清洗、酸洗和脱氢。目前,在装饰(全)过程中使用的弹簧有:油泵和油嘴用柱塞弹簧、喷油器用调压弹簧;冰箱压缩机用支撑弹簧。光整(终)处理和常规氧化或电镀处理的性能(寿命)和耐腐蚀性的比较,没有进一步的测试和实践,做出了更可靠的结论。
东莞市亨特五金制品有限公司 业务资询 吴小姐137 9886 4197 王先生137 1330 9585 粤ICP备12091082号