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提高和控制油淬火-回火鋼絲質量的途徑
發布時間: 2011/6/23 被閱覽數: 40583 次
 
      油淬火--回火鋼絲的典型用途是制作汽車發動機的閥門彈簧和懸架彈簧,目前汽車行業向著高效,節能方向發展,要求彈簧體積要縮小,重量要減輕.意味著彈簧鋼絲必須承受更高的應力,具有更好的疲勞壽命.目前國外對閥門彈簧的要求是:在高應力條件下每分鐘反復受壓3000—5000次,疲勞壽命可達1×10的8次方.失效率小于3×10的6次方.發達國家主要從提高鋼的純凈度和改善表面質量兩方面著手來提高油淬火—回火鋼絲的質量.而我們國內在這方面做的很不夠,主要原因是鋼廠和鋼絲生產企業脫節,信息傳達順暢.沒有形成一個合力去做這方面的工作.比如:在過去的十幾年里,首鋼特殊鋼公司拔絲廠隸屬于首鋼特殊鋼公司,在一個公司內,技術質量信息的傳遞是迅速的,協調也順暢,這也是該公司在油淬火—回火鋼絲產品質量在國內領先的一個重要原因.
(一) 化學成分的控制
一般發動機閥門彈簧多選用碳素油淬火—回火鋼絲,當含碳量大于0.7%時.淬火后容易形成孿晶馬氏體組織,韌性不足,疲勞壽命達不到要求.當含碳量小于0.6%時.淬火后抗拉強度偏低.無法滿足應力要求,所以含碳量一般控制在0.65%.即選用65Mn鋼.
與油淬火—回火合金彈簧鋼絲相比, 65Mn淬透性差,強度偏低,韌性不足,抗松弛性能差距更為顯著.飛機和汽車等高載荷發動機用閥門彈簧,我國和歐洲多選用50CrVA(50CrV4),美國和日本多選用55CrSiA(SAE9254,SUP12).兩者相比, 55CrSiA鋼絲許用應力高,抗松弛性能好,允許使用溫度更高.以允許松弛率不大于6%為標準, 65Mn的最高使用溫度為150度. 50CrVA為200度, 55CrSiA為250度. 50CrVA的優點是脫碳和裂紋敏感性低,表面質量容易控制.近年來.歐洲為提高Cr-V鋼絲的許用應力,將含碳量從0.5%提高到0.67%,即選用67CrVA.
(二) 超純凈彈簧鋼絲
近年研究表明:影響閥門用油淬火—回火鋼絲疲勞壽命和可靠性的主要因素是鋼中夾雜形態和含量:大顆粒不變形D類夾雜和B類夾雜導致彈簧疲勞壽命急劇下降,而磷,硫,砷,鉛,錫,銻含量偏高也會增加鋼的回火脆性。最終降低疲勞壽命。為此開發了超純凈油淬火—回火鋼絲。
所謂超純凈鋼是通過爐外精煉,真空脫氣,電渣重熔,采用復合渣系,夾雜物變形處理,電磁攪拌等技術手段,最大限度地降低鋼中氣體(氧,氮,氫)。非金屬元素(磷,硫,砷)和低熔點金屬(鉛,錫,銻0的含量,使不變形大顆粒夾雜轉變為塑性或半塑性細小夾雜。目前,日本開發的55CrSiA超純凈鋼和歐洲開發的67CrVA.超純凈鋼已經取得令人矚目的成就。
(三)表明質量和原始組織
彈黃在低應力下斷裂的原因是非金屬夾雜物,而在高應力下斷裂的原因常常是表面缺陷。因此應加強對軋制線材用鋼坯的修磨,清理,對線材加強控制冷卻和控制軋制的研究?;蚨韻卟謀礱娼邪せ蜓心ゴ?。清楚表面脫碳,裂紋,折疊等缺陷。目前我國油淬火鋼絲生產企業中,只有上鋼二廠有剝皮設備,而其他廠家軍無次設備。這也是制約我國油淬火鋼絲產品質量提高的一個重要因素。盤條或半成品中間退火的組織應為細片狀珠光體,以適應油淬火快速加熱的要求。有資料建議,67CrVA.的中間熱處理采用鉛淬火處理,為油淬火加熱做好準備。
(四)油淬火—回火鋼絲的熱處理技術
油淬火鋼絲的加熱應選用感應加熱或電接觸加熱技術。據資料介紹,對同爐號,同尺寸的50CrVA鋼絲,分別采用管式爐和電接觸家人方式。加熱到相同溫度,然后油淬火回火,兩種鋼絲強度水平接近,但電接觸加熱的鋼絲,彎曲性能和扭轉性能要好得多。這是因為快速加熱改變了鋼的組織形態和晶粒度。
(五)在線檢測渦流探傷
為了確保鋼絲的可靠性,成品鋼絲必須進行在線渦流探傷,對少數個別缺陷部位應做標記,以便在繞簧時切除。到目前為止,我國油淬火鋼絲生產企業還沒有一家使用渦流探傷技術。首特威爾公司曾經從德國進口過設備,但未能投入大生產中。
(六)大盤重技術
為了提高生產效率,必須加強對大盤重收線設備的研究。以滿足彈簧企業的需求。
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