彈簧的去應(yīng)力退火

彈簧的去應(yīng)力退火
采用冷卷工藝卷制的螺旋彈簧，普遍選用鉛浴等溫淬火冷拔鋼絲(碳素彈簧鋼絲、琴鋼絲)和油淬火回火彈簧鋼絲。用這些鋼絲冷卷制成的彈簧，不需淬火處理，但必須進(jìn)行去應(yīng)力退火。去應(yīng)力退火通常簡(jiǎn)稱為回火，有時(shí)也稱消除應(yīng)力回火或去應(yīng)力回火。
去應(yīng)力退火的目的是：
1)消除金屬絲冷拔加工和彈簧冷卷成形的內(nèi)應(yīng)力；
2)穩(wěn)定彈簧尺寸，未經(jīng)去應(yīng)力退火的彈簧在后面的工序加工中和使用過程中會(huì)產(chǎn)生外徑增大和尺寸不穩(wěn)定現(xiàn)象；
3)提高金屬絲的抗拉強(qiáng)度和彈性極限；
4)利用去應(yīng)力退火來控制彈簧尺寸。如有時(shí)將彈簧裝在夾具上進(jìn)行去應(yīng)力退火能起到調(diào)整彈簧的高度。去應(yīng)力退火所用的熱處理設(shè)備有如下幾種。
1)連續(xù)式熱風(fēng)回火電爐。該電爐近年來在彈簧制造業(yè)中廣泛采用，它的優(yōu)點(diǎn)是可準(zhǔn)確地控制溫度和時(shí)間，省電。若把該電爐配置在卷簧機(jī)前面，即可實(shí)現(xiàn)卷簧和去應(yīng)力退火自動(dòng)生產(chǎn)線。
2)熱風(fēng)循環(huán)回火電爐、箱式電爐。爐溫比較均勻，但保溫時(shí)間要比硝鹽爐長(zhǎng)得多，3)硝鹽回火爐。該爐一般由彈簧制造廠自行制造。硝鹽爐的優(yōu)點(diǎn)是加熱速度快，保溫時(shí)間較其他爐短。缺點(diǎn)是溫度不均勻，爐內(nèi)的液體有侵入彈簧表面的傾向，尤其對(duì)油淬火回火彈簧鋼絲不利。經(jīng)硝鹽爐處理的彈簧，應(yīng)進(jìn)行水冷清洗，然后浸入防銹水中浸泡數(shù)分鐘，以防生銹。
用電爐去應(yīng)力退火時(shí)，其保溫時(shí)間應(yīng)比用硝鹽爐的保溫時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)。
彈簧在爐中加熱要排列整齊，形狀特殊或容易變形的彈簧應(yīng)配置相應(yīng)的輔助工具。
?? 1．去應(yīng)力退火溫度和時(shí)間的確定? 去應(yīng)力退火溫度，通常在150～350℃的范圍內(nèi)選取?？偟脑瓌t是材料直徑細(xì)的應(yīng)采用較低的溫度，粗的要采用較高的溫度。在材料直徑相同的條件下，有些材料的強(qiáng)度高，韌性稍差，則溫度可取得高一些。油淬火回火彈簧鋼絲卷制的彈簧要比碳素彈簧鋼絲和琴鋼絲卷制的彈簧溫度高一些。對(duì)螺旋壓縮彈簧和螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧推薦采用表1所列加熱溫度和保溫時(shí)間。

表1? 去應(yīng)力退火溫度及保溫時(shí)間

螺旋拉伸彈簧去應(yīng)力退火溫度和保溫時(shí)間對(duì)彈簧的初拉力有很大的影響，溫度低、時(shí)間短，則保留的初拉力大；反之則保留的初拉力小。圖1是退火溫度與初拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)值。一般可在200～300℃的范圍內(nèi)選取，保溫20～30min。若希望保留較多的初拉力，溫度可低至180℃。應(yīng)指出的是螺旋拉伸彈簧的初拉力應(yīng)以卷簧控制為主，去應(yīng)力退火溫度只起到輔助作用。

圖1? 拉伸彈簧退火溫度與初拉力關(guān)系
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??? 螺旋拉伸彈簧和螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的第二次去應(yīng)力退火溫度應(yīng)比第一次低約20℃，保溫時(shí)間也可縮短些。
??? 經(jīng)拋丸處理后的彈簧的去應(yīng)力退火溫度一般在180～220℃，保溫時(shí)間為20～30min。
??? 需采用去應(yīng)力退火的方法來調(diào)整彈簧尺寸時(shí)，其溫度應(yīng)比一般介紹的溫度高20℃左右。
??? 2．去應(yīng)力退火對(duì)彈簧直徑、總?cè)?shù)的影響碳素彈簧鋼絲、琴鋼絲卷制成彈簧后，經(jīng)過去應(yīng)力退火工序，一般來說其直徑要縮小、總?cè)?shù)要增加。直徑的收縮量與旋繞比有關(guān)，旋繞比愈大，收縮量愈大。因此在批量生產(chǎn)前應(yīng)進(jìn)行首件試樣，待試樣確定后方可投入批量生產(chǎn)。去應(yīng)力退火處理后彈簧直徑的收縮量ΔD2和總?cè)?shù)的增加量Δn可按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算
?? ΔD2＝KtCD2T??????????? (公式1)
Δn=(1+ )n1??????????? (公式2)
?
??? 式中? C——旋繞比；
????????? T——去應(yīng)力退火溫度；
???????? D2——彈簧外徑；
???????? Kt——變形系數(shù)．它與卷制方法有關(guān)，有心卷制Kt＝6×10 ，無心卷制Kt＝4．4X10 ；
??????? 銅合金線和奧氏體不銹鋼絲卷制的彈簧經(jīng)去應(yīng)力退火處理后其直徑漲大，應(yīng)留有余量