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碟形彈簧為什么會發(fā)生翹曲？碟形彈簧發(fā)生翹曲的應(yīng)對方法發(fā)布者：廈門力常彈簧有限公司 發(fā)布時間：2019-04-24 19:58
有客戶反應(yīng)，在使用碟形彈簧的過程中，碟簧會發(fā)生翹曲現(xiàn)象。那么碟形彈簧為什么會發(fā)生翹曲呢？出現(xiàn)這種狀況有哪些應(yīng)對方法呢？和廈門力常彈簧有限公司一起來看看吧！
一、碟簧翹曲原因分析
65Mn鋼屬于亞共析鋼，含碳量(wt%，下同)為0.62~0.70，含錳量0.90~1.20。錳雖然是使奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線向右移的合金元素，但C曲線形狀仍保持了碳素鋼等溫轉(zhuǎn)移的形狀。當(dāng)碳含量為0.65，錳含量為1.32時，曲線的鼻尖部，奧氏體在2.5s后，即發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。長久以來，為了獲得高硬度，都在油中冷卻，以闖過過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)，油的冷卻速度雖比水的冷卻速度小，但冷卻時產(chǎn)生的熱應(yīng)力還是很大的。
彈簧扭曲的重要原因是因幾何形狀特殊，在冷卻過程中，體積的收縮、馬氏體的轉(zhuǎn)變，都不能同期進行，使應(yīng)力狀態(tài)變得復(fù)雜化。車削加工時，由∮210mmX12mm的餅狀坯料車成如圖1形狀，在淬火前未進行去應(yīng)力處理。熱應(yīng)力、組織應(yīng)力、機加工應(yīng)力以及冷卻不均勻產(chǎn)生的應(yīng)力疊加在一起，以常規(guī)工藝處理，翹曲是很難避免的。
二、預(yù)防碟簧淬火翹曲的對策
(1)彈簧的幾何形狀是截圓錐薄桶形，厚度只有2.5mm，淬火時可以完全淬透。由經(jīng)驗可知，薄且尺寸大、又不對稱的零件，熱處理時要控制翹曲度不超過磨削加工余量，歷來是一個棘手的問題。如果從加熱方式、冷卻液、冷卻方式或校正方面去消除翹曲，很難奏效。若能找到一種可以在淬火過程中扼制住熱應(yīng)力與組織應(yīng)力的工藝方法，有可能防止翹曲的產(chǎn)生。
(2)首先鋼材應(yīng)具有比較穩(wěn)定的過冷奧氏體區(qū)，以及比較好的淬硬性，回火屈氏體應(yīng)具有高的屈強比。在常用的彈簧鋼中，60Si2MnA鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線。從圖2可以看出，在650℃附近，只要保持時間不超過4s，就不會發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。由于彈簧厚度只有2.5mm，進入馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，即使熱應(yīng)力與組織應(yīng)力同時作用，若彈簧是在超應(yīng)力下被壓緊，則直至馬氏體轉(zhuǎn)變完成，彈簧也不會翹曲。
(3) 彈簧的淬火，如果在油中冷卻，欲使其不產(chǎn)生翹曲，工藝、工裝繁雜，而空冷則冷卻速度太慢，顯然不行。經(jīng)驗證明，T10A碳工鋼，當(dāng)小面積平板形零件厚度≤3mm時，環(huán)境溫度在0℃以下，于780~790℃加熱后，用兩鋼塊壓緊，可得到58~60HRC的高硬度。而60Si2MnA鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定性遠優(yōu)于T10A鋼。
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一、碟簧翹曲原因分析
65Mn鋼屬于亞共析鋼，含碳量(wt%，下同)為0.62~0.70，含錳量0.90~1.20。錳雖然是使奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線向右移的合金元素，但C曲線形狀仍保持了碳素鋼等溫轉(zhuǎn)移的形狀。當(dāng)碳含量為0.65，錳含量為1.32時，曲線的鼻尖部，奧氏體在2.5s后，即發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。長久以來，為了獲得高硬度，都在油中冷卻，以闖過過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)，油的冷卻速度雖比水的冷卻速度小，但冷卻時產(chǎn)生的熱應(yīng)力還是很大的。
彈簧扭曲的重要原因是因幾何形狀特殊，在冷卻過程中，體積的收縮、馬氏體的轉(zhuǎn)變，都不能同期進行，使應(yīng)力狀態(tài)變得復(fù)雜化。車削加工時，由∮210mmX12mm的餅狀坯料車成如圖1形狀，在淬火前未進行去應(yīng)力處理。熱應(yīng)力、組織應(yīng)力、機加工應(yīng)力以及冷卻不均勻產(chǎn)生的應(yīng)力疊加在一起，以常規(guī)工藝處理，翹曲是很難避免的。
二、預(yù)防碟簧淬火翹曲的對策
(1)彈簧的幾何形狀是截圓錐薄桶形，厚度只有2.5mm，淬火時可以完全淬透。由經(jīng)驗可知，薄且尺寸大、又不對稱的零件，熱處理時要控制翹曲度不超過磨削加工余量，歷來是一個棘手的問題。如果從加熱方式、冷卻液、冷卻方式或校正方面去消除翹曲，很難奏效。若能找到一種可以在淬火過程中扼制住熱應(yīng)力與組織應(yīng)力的工藝方法，有可能防止翹曲的產(chǎn)生。
(2)首先鋼材應(yīng)具有比較穩(wěn)定的過冷奧氏體區(qū)，以及比較好的淬硬性，回火屈氏體應(yīng)具有高的屈強比。在常用的彈簧鋼中，60Si2MnA鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線。從圖2可以看出，在650℃附近，只要保持時間不超過4s，就不會發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。由于彈簧厚度只有2.5mm，進入馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，即使熱應(yīng)力與組織應(yīng)力同時作用，若彈簧是在超應(yīng)力下被壓緊，則直至馬氏體轉(zhuǎn)變完成，彈簧也不會翹曲。
(3) 彈簧的淬火，如果在油中冷卻，欲使其不產(chǎn)生翹曲，工藝、工裝繁雜，而空冷則冷卻速度太慢，顯然不行。經(jīng)驗證明，T10A碳工鋼，當(dāng)小面積平板形零件厚度≤3mm時，環(huán)境溫度在0℃以下，于780~790℃加熱后，用兩鋼塊壓緊，可得到58~60HRC的高硬度。而60Si2MnA鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定性遠優(yōu)于T10A鋼。
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