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提高和控制油淬火-回火钢丝质量的途径
发布时间: 2011/6/23 被阅览数: 34102 次
 
      油淬火--回火钢丝的典型用途是制作汽车发动机的阀门弹簧和悬架弹簧,目前汽车行业向着高效,节能方向发展,要求弹簧体积要缩小,重量要减轻.意味着弹簧钢丝必须承受更高的应力,具有更好的疲劳寿命.目前国外对阀门弹簧的要求是:在高应力条件下每分钟反复受压3000—5000次,疲劳寿命可达1×10的8次方.失效率小于3×10的6次方.发达国家主要从提高钢的纯净度和改善表面质量两方面着手来提高油淬火—回火钢丝的质量.而我们国内在这方面做的很不够,主要原因是钢厂和钢丝生产企业脱节,信息传达顺畅.没有形成一个合力去做这方面的工作.比如:在过去的十几年里,首钢特殊钢公司拔丝厂隶属于首钢特殊钢公司,在一个公司内,技术质量信息的传递是迅速的,协调也顺畅,这也是该公司在油淬火—回火钢丝产品质量在国内领先的一个重要原因.
(一) 化学成分的控制
一般发动机阀门弹簧多选用碳素油淬火—回火钢丝,当含碳量大于0.7%时.淬火后容易形成孪晶马氏体组织,韧性不足,疲劳寿命达不到要求.当含碳量小于0.6%时.淬火后抗拉强度偏低.无法满足应力要求,所以含碳量一般控制在0.65%.即选用65Mn钢.
与油淬火—回火合金弹簧钢丝相比, 65Mn淬透性差,强度偏低,韧性不足,抗松弛性能差距更为显著.飞机和汽车等高载荷发动机用阀门弹簧,我国和欧洲多选用50CrVA(50CrV4),美国和日本多选用55CrSiA(SAE9254,SUP12).两者相比, 55CrSiA钢丝许用应力高,抗松弛性能好,允许使用温度更高.以允许松弛率不大于6%为标准, 65Mn的最高使用温度为150度. 50CrVA为200度, 55CrSiA为250度. 50CrVA的优点是脱碳和裂纹敏感性低,表面质量容易控制.近年来.欧洲为提高Cr-V钢丝的许用应力,将含碳量从0.5%提高到0.67%,即选用67CrVA.
(二) 超纯净弹簧钢丝
近年研究表明:影响阀门用油淬火—回火钢丝疲劳寿命和可靠性的主要因素是钢中夹杂形态和含量:大颗粒不变形D类夹杂和B类夹杂导致弹簧疲劳寿命急剧下降,而磷,硫,砷,铅,锡,锑含量偏高也会增加钢的回火脆性。最终降低疲劳寿命。为此开发了超纯净油淬火—回火钢丝。
所谓超纯净钢是通过炉外精炼,真空脱气,电渣重熔,采用复合渣系,夹杂物变形处理,电磁搅拌等技术手段,最大限度地降低钢中气体(氧,氮,氢)。非金属元素(磷,硫,砷)和低熔点金属(铅,锡,锑0的含量,使不变形大颗粒夹杂转变为塑性或半塑性细小夹杂。目前,日本开发的55CrSiA超纯净钢和欧洲开发的67CrVA.超纯净钢已经取得令人瞩目的成就。
(三)表明质量和原始组织
弹黄在低应力下断裂的原因是非金属夹杂物,而在高应力下断裂的原因常常是表面缺陷。因此应加强对轧制线材用钢坯的修磨,清理,对线材加强控制冷却和控制轧制的研究。或对线材表面进行剥皮或研磨处理。清楚表面脱碳,裂纹,折叠等缺陷。目前我国油淬火钢丝生产企业中,只有上钢二厂有剥皮设备,而其他厂家军无次设备。这也是制约我国油淬火钢丝产品质量提高的一个重要因素。盘条或半成品中间退火的组织应为细片状珠光体,以适应油淬火快速加热的要求。有资料建议,67CrVA.的中间热处理采用铅淬火处理,为油淬火加热做好准备。
(四)油淬火—回火钢丝的热处理技术
油淬火钢丝的加热应选用感应加热或电接触加热技术。据资料介绍,对同炉号,同尺寸的50CrVA钢丝,分别采用管式炉和电接触家人方式。加热到相同温度,然后油淬火回火,两种钢丝强度水平接近,但电接触加热的钢丝,弯曲性能和扭转性能要好得多。这是因为快速加热改变了钢的组织形态和晶粒度。
(五)在线检测涡流探伤
为了确保钢丝的可靠性,成品钢丝必须进行在线涡流探伤,对少数个别缺陷部位应做标记,以便在绕簧时切除。到目前为止,我国油淬火钢丝生产企业还没有一家使用涡流探伤技术。首特威尔公司曾经从德国进口过设备,但未能投入大生产中。
(六)大盘重技术
为了提高生产效率,必须加强对大盘重收线设备的研究。以满足弹簧企业的需求。
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