1, Kalenie + Temperovanie: Základný proces spevňovania
Technický princíp
Kalenie sa dosahuje zahriatím pružinovej ocele na kritickú teplotu (AC3 alebo AC1 alebo vyššiu), aby sa vytvoril austenit, po ktorom nasleduje rýchle ochladenie (kalenie vodou alebo kalenie v oleji), aby sa získala martenzitická štruktúra, čím sa dosiahne vysoká tvrdosť a pevnosť. Popúšťanie sa vykonáva pri teplotách nižších ako AC1, aby sa eliminovalo napätie pri kalení a upravila sa húževnatosť, čím sa vytvorí temperovaná martenzitová štruktúra.
parametre procesu
Teplota kalenia: Pružinová oceľ s obsahom uhlíka<0.8% (such as 65Mn) uses AC3+30-50 ℃ (about 840-860 ℃), while steel with carbon content ≥ 0.8% (such as 50CrVA) uses AC1+30-50 ℃ (about 780-800 ℃).
Chladiace médium: Pre pružiny s malým-priemerom (<3mm), oil quenching is preferred to reduce the risk of cracking, while for large-diameter springs, water quenching can be used to improve hardenability.
Teplota temperovania: Pružiny domácich spotrebičov sú bežne temperované pri stredných teplotách (350 ~ 500 stupňov), čím sa vyrovnáva elasticita a odolnosť proti nárazu. Napríklad teplota temperovania tlačných pružín chladničky je zvyčajne nastavená na 420-450 stupňov, aby sa vyrovnala tuhosť a trvanlivosť.
Aplikačné scenáre
Vhodné pre scenáre, ako sú pružiny kompresora klimatizácie a pružiny závesov dverí mikrovlnnej rúry, ktoré vyžadujú vysoko-frekvenčné vibrácie a mierne zaťaženie. Istá spoločnosť vyrábajúca domáce spotrebiče zvýšila únavovú životnosť pružiny kompresora klimatizácie z 100 000 na 250 000 cyklov a znížila poruchovosť o 60 % optimalizáciou teploty kalenia a času temperovania.
2, Izotermické kalenie: kontrola deformácie a rovnováha pevnosti a húževnatosti
Technický princíp
Izotermické kalenie ohrieva prameň, aby sa austenitizoval, rýchlo ho ochladzuje na zónu transformácie bainitu (250-400 stupňov) a udržiava ho teplý, aby sa získala spodná štruktúra bainitu. Tento proces môže výrazne znížiť deformáciu kalením a zároveň zlepšiť pevnosť a húževnatosť.
Procesná výhoda
Rozmerová stabilita: V porovnaní s tradičným kalením je miera zmršťovania priemeru izotermických kaliacich pružín znížená o viac ako 50%, vďaka čomu je vhodná pre komponenty s vysokými požiadavkami na rozmerovú presnosť, ako sú vyvažovacie prstencové pružiny vo vedrách na sušenie práčok.
Komplexný výkon: Spodná bainitová štruktúra má vysokú pevnosť (pevnosť v ťahu väčšia alebo rovná 1600 MPa) a dobrú húževnatosť (predĺženie pri pretrhnutí väčšie alebo rovné 8 %), čo môže spĺňať požiadavky na komplexné namáhanie závesnej pružiny robotického vysávača.
Analýza prípadov
Určitá značka zametacích robotov využíva izotermický kaliaci proces na ošetrenie odpruženej pružiny, ktorý zaisťuje, že odchýlka voľnej výšky pružiny je menšia alebo rovná 0,5 mm a zároveň zlepšuje odolnosť proti únave o 30 %, čím sa účinne rieši problém zlyhania pružiny, keď robot prekročí prekážky.
3, Termomechanické spracovanie: synergické deformačné spevnenie a spevnenie fázovou transformáciou
technická cesta
Termomechanické spracovanie kombinuje deformáciu (valcovanie, naťahovanie) s tepelným spracovaním na dosiahnutie zjemnenia zrna a zvýšenie hustoty dislokácií. Vysokoteplotné termomechanické spracovanie (kalenie po deformácii nad teplotou rekryštalizácie austenitu) môže získať ultrajemnú štruktúru zŕn, čo výrazne zlepšuje pevnosť a húževnatosť.
Implementácia procesu
Preddeformácia: Na drôt z pružinovej ocele sa aplikuje 5% ~ 15% deformácia ťahaním za studena a zavedie sa pracovné kalenie.
Austenitizácia: Zahrievanie na 900 ~ 950 stupňov na úplnú austenitizáciu štruktúry.
Rýchle ochladenie: Olej sa ochladí na izbovú teplotu za vzniku martenzitu.
Popúšťanie na strednú teplotu: popúšťanie pri 450-500 stupňoch na získanie temperovaného martenzitu.
zlepšenie výkonu
Torzná pružina vodiacej dosky klimatizácie, ktorá prešla tepelným mechanickým spracovaním, má medzu klzu zvýšenú z 1200 MPa na 1500 MPa a uhol krútenia sa zvýšil zo 45 stupňov na 60 stupňov. Tiež si zachováva dobrú elasticitu v prostredí s nízkou teplotou -10 stupňov.
4, Relaxačné ošetrenie: uvoľnenie vysoko-tepelného stresu a zachovanie presnosti
Technické pozadie
Pružiny domácich spotrebičov sú náchylné na uvoľnenie napätia a trvalú deformáciu pri dlhodobom{0}}zaťažovaní alebo v prostredí s vysokou teplotou (napríklad pružiny na reguláciu teploty rúry). Relaxačné ošetrenie eliminuje zvyškové napätie a stabilizuje konštrukciu predpätím a vysokoteplotnou izoláciou.
procesný tok
Predpätie: Aplikujte na pružinu statický tlak alebo krútiaci moment 1,2-1,5-násobku pracovného zaťaženia na 10-30 minút.
Vysokoteplotná izolácia: Uchovávajte pri teplote o 20 stupňov vyššej ako je pracovná teplota (napríklad 250 stupňov pre jarnú úpravu v rúre) po dobu 8-24 hodín.
Pomalé chladenie: Ochlaďte pecou na izbovú teplotu, aby ste predišli vplyvu tepelného stresu.
overenie účinku
Po prijatí procesu relaxačného ošetrenia istý podnik v rúre znížil trvalú deformáciu pružiny regulácie teploty z 0,8 mm na 0,2 mm po práci počas 1 000 hodín v prostredí s teplotou 200 stupňov a zlepšil presnosť regulácie teploty o 2 stupne.
5, Povrchová úprava: dvojité zlepšenie odolnosti proti opotrebeniu a odolnosti proti korózii
nitridovanie
Pri teplote 500-580 stupňov sa pružina vloží do média obsahujúceho dusík- (ako je amoniak) a na povrchu sa vytvorí vrstva zlúčenín ε - Fe2-3N a '-Fe4N s tvrdosťou 1000-1200-násobok odolnosti proti opotrebeniu o 3-5. Vhodné pre vysokofrekvenčné trecie komponenty, ako sú pružiny ostrekovacích ramien umývačky riadu.
Posilňovanie shot peeningom
Zasiahnutím povrchu pružiny rýchlo{0}}oceľovými brokmi a zavedením vrstvy zvyškového tlakového napätia (hĺbka 0,1 až 0,3 mm) sa môže hranica únavy zvýšiť o 30 % až 50 %. Po použití technológie brokovania na ošetrenie pružiny tesnenia dvierok v určitom podniku chladničiek sa životnosť otvárania a zatvárania predĺžila z 50 000-krát na 120 000-krát.
6, Kľúčové body výberu procesov a kontroly kvality
Princíp párovania procesov
Pružiny s tenkým priemerom (<3mm): Prefer isothermal quenching or lead bath isothermal quenching to reduce deformation.
Pružina s hrubým priemerom (väčšia alebo rovná 10 mm): Prijatie procesu tvárnenia za tepla + kalenia a temperovania na zabezpečenie rovnomernej mikroštruktúry.
Pružina prostredia s vysokou teplotou: Musí sa vykonať relaxačná liečba, aby sa zabránilo zlyhaniu relaxácie stresu.
Kľúčové parametre ovládania
Teplota ohrevu: Odchýlka kaliacej teploty ocele 65 Mn by sa mala regulovať v rozmedzí ± 10 stupňov, aby sa zabránilo zhrubnutiu zrna.
Rýchlosť chladenia: Rýchlosť chladenia pri ochladzovaní oleja by mala byť väčšia alebo rovná 50 stupňom/s, aby sa zabezpečila úplná martenzitická transformácia.
Rovnomernosť popúšťania: Popúšťanie sa vykonáva v peci chránenej dusíkom s rozsahom kolísania teploty menším alebo rovným ± 5 stupňov.
Opatrenia na prevenciu defektov
Kontrola dekarbonizácie: Deoxidátor CS2 sa pridáva počas zahrievania v peci so soľným kúpeľom a uhlíkový potenciál sa reguluje na 0,8 % ~ 1,0 %.
Prevencia prasklín: Ihneď po ochladení temperujte v intervale 30 minút alebo menej.
Rozmerová presnosť: Na inštaláciu pece sa používajú špeciálne prípravky, aby sa zabránilo deformácii v ohybe spôsobenej hmotnosťou pružiny.