一種高強度防腐蝕螺旋彈簧及其加工工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彈簧及其加工工藝，具體涉及一種高強度防腐蝕螺旋彈簧及其加工工藝。
【背景技術】
[0002]彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件，用彈性材料制成的零件在外力作用下發(fā)生形變，除去外力后又恢復原狀，彈簧一般采用彈簧鋼支撐，彈簧的種類復雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等;彈簧一般是在交變應力下工作，常見的破壞形式是疲勞破壞，因此需要制備彈簧的材料必須具有高的屈服點和屈服比、彈性極限、抗疲勞性能，以保證彈簧有足夠的彈性變形能力并能承受較大的載荷，同時好要求具有一定的塑性與韌性，一定的淬透性，不易脫碳及不易過熱，但是現(xiàn)有的彈簧，在使用時耐磨性差，使用壽命短，易受環(huán)境的影響，耐腐蝕性差，制備成本高，研發(fā)一種能克服以上缺陷的螺旋彈簧成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種高強度防腐蝕螺旋彈簧及其加工工藝，該加工工藝簡單易行，制作成本低廉，制備出的螺旋彈簧具有良好的防腐蝕性及高強度，使用壽命長，降低了成本。
[0004]本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是:
一種高強度防腐蝕螺旋彈簧，包括;螺旋狀的彈簧本體，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質量百分比計包括以下成分:
Al:8-10%,Mn:1-3%,C:0.05-0.07%,Nb:0.02-0.04%,Cu:0.01-0.03%,Sr:2-5%,P:0.0002-0.005%,N:0.005-0.010%,S:0.0002-0.005%,Zn:10-12%,Si:1.5-1.8%,Ca:3-5%,T1:0.5-0.8%，N1:0.3-0.5%，B:2-4%，V:0.1-0.4%，稀土元素:0.5-0.8%，剩余為Mg；
稀土元素按質量百分比計包括以下成分:鑭:5-8 %，鈰:12-16%，镥:5-7%，釹:7-9%，鈥:10-13%，銪:3-6%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%。
[0005]本發(fā)明進一步限定的技術方案為:
前述高強度防腐蝕螺旋彈簧，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質量百分比計包括以下成分:
Al:8%，Mn:1%，C:0.05%,Nb:0.02%,Cu:0.01%，Sr:2%，P:0.0002%，N:0.005%，S:0.0002%，Zn: 10%，S1: 1.5%，Ca: 3%，T1: 0.5%，N1: 0.3%，B: 2%，V: 0.1 %，稀土元素:0.5%，剩余為Mg ；
稀土元素按質量百分比計包括以下成分:鑭:7%，鈰:14%，镥:6%，釹:8%，鈥:12%，銪:4%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%ο
[0006]前述高強度防腐蝕螺旋彈簧，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質量百分比計包括以下成分:
Al:10%,Mn:3%,C:0.07%,Nb:0.04%,Cu:0.03%,Sr:5%,P:0.005%,N:0.010%,S:0.005%,Zn: 12%，S1: 1.8%，Ca: 5%，T1:0.8%，N1:0.5%，B:4%，V:0.4%，稀土元素:0.8%，剩余為Mg；
稀土元素按質量百分比計包括以下成分:鑭:5 %，鈰:12%，镥:5%，釹:7%，鈥:10%，銪:3%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%ο
[0007]前述高強度防腐蝕螺旋彈簧，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質量百分比計包括以下成分:
Al:9%，Mn:2%，C:0.06%，Nb:0.03%，Cu:0.02%，Sr:4%，Ρ:0.003%，Ν:0.008%，S:0.002%，Zn: 11%，S1: 1.6%，Ca:4%，T1:0.7%，N1:0.4，B: 3%，V:0.2%，稀土元素:0.7%，剩余為Mg；
稀土元素按質量百分比計包括以下成分:鑭:8%，鈰:16%，镥:7%，釹:9%，鈥:13%，銪:6%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%ο
[0008]本發(fā)明還設計一種高強度防腐蝕螺旋彈簧的加工工藝，該彈簧的具體加工工藝按以下步驟進行:
(1)開啟熔煉爐預熱20-30min，將上述化學成份作為原料加入，按照組分含量進行調配，將原料放置在石墨坩禍內，然后將裝有原料的石墨坩禍放入預熱好的熔煉爐中，同時通入SF6和C02混合保護氣體；
在700-800°C下熔煉，待合金元素完全熔化后，攪拌10-15min，靜置20_30min ；
將合金液澆入預熱到200-300°C的金屬模具中，得到彈簧本體鑄錠；
(2)對制備得到的鑄錠進行熱處理工藝，具體操作如下:
a退火，將鑄錠爐熱至400-500°C時保溫10-15min，然后爐冷卻至200-300°C，隨后打開爐門繼續(xù)緩冷至100-150°C出爐空冷至室溫；
b淬火，將步驟a中退火后的鑄錠緩慢爐熱至500-600°C并保溫30-40h，再次爐熱至600-650°C后用水噴淋快速冷卻降溫；
c回火，將經(jīng)淬火后的鑄錠在室溫下再次入爐并爐熱至200-250°C后保溫10-15min后出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至室溫；
冷卻工序具體操作為:
采用水冷與空冷結合，先采用水冷以2_4°C/s的冷卻速率將鑄錠水冷至150-190°C，然后空冷至100-140°C，再采用水冷以l_3°C/s的冷卻速率將半成品水冷至50-80°C，最后空冷至室溫；
(3)將熱處理后的鑄錠經(jīng)車床去皮后得到彈簧本體成品，對彈簧本體成品逐個檢查，剔除表面有缺陷的，將檢驗合格的即為最后的螺旋彈貪并最終入庫。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明中添加的V可以細化鋼的晶粒，提高鋼的強度和韌性及回火穩(wěn)定性，產(chǎn)生二次硬化效應;P含量雖低但是能提高淬透性的作用極其顯著;C的含量超過0.5%時，不僅塑性和韌性急劇下降，屈強比也大幅度降低，所以本發(fā)明中的C控制在0.5內，避免了上述問題的出現(xiàn)，熱處理后得到低碳板條馬氏體組織塑性、韌性特別的好，淬火后可自回火，加工性能好，價格便宜;本發(fā)明中的Si為1.5-1.8%時彈減抗力值最高，且基本穩(wěn)定，超過2.0%的Si則開始下降。
[0010]回火后冷卻，通過水冷與空冷結合的方法，先以較快的冷卻速度水冷，然后進行空冷，最后再通過較慢的水冷冷卻至室溫，不僅可提彈簧本體的抗水蝕能力，而且可以使組織更為均勻穩(wěn)定，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，保證了彈簧本體的抗腐蝕性能，起到了意想不到的技術效果。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
本實施例提供一種高強度防腐蝕螺旋彈簧，包括;螺旋狀的彈簧本體，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質量百分比計包括以下成分:
Al:8%，Mn:1%，C:0.05%,Nb:0.02%,Cu:0.01%，Sr:2%，P:0.0002%，N:0.005%，S:0.0002%，Zn: 10%，S1: 1.5%，Ca: 3%，T1: 0.5%，N1: 0.3%，B: 2%，V: 0.1 %，稀土元素:0.5%，剩余為Mg ；
稀土元素按質量百分比計包括以下成分:鑭:7%，鈰:14%，镥:6%，釹:8%，鈥:12%，銪:4%，其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%ο
[0012]實施例2
本實施例提供一種高強度防腐蝕螺旋彈簧，包括;螺旋狀的彈簧本體，彈簧本體由彈簧鋼繞制而成，其中:
彈簧鋼由Mg、Al、Mn、C、Nb、Cu、Sr、P、N、S、Zn、S1、Ca、T1、N1、B、V及稀土元素組成，其按質量百分比計包括以下成分:
Al:10%,Mn:3%,C:0.07%,Nb:0.04%,Cu:0.03%,Sr:5%,P:0.005%,N:0.010%,S:0.005%,Zn: 12%，S1: 1.8%，Ca: 5%，T1:0.8%，N1:0.5%，B:4%，V:0.4