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弹簧利用高频炉进行淬火时,如何避免淬裂?应采用何种淬火方式?

案例来源:郑州高氏   发布时间:2016/01/04   点击量:1379次
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    弹簧淬水的临界直径为38mm,淬32号机油的临界直径为22mm,弹簧要想淬火不裂,淬火临界直径必须远离零件实际尺寸。A31-25实际直径为20mm,A31-26实际直径为14mm,淬水的临界直径虽然与实际直径相差很大,但是在马氏体转变时冷速太快,急速转变的组织应力非常大,远远超出了弹簧所能承受的表面张应力,结果会导致淬裂。

 

    淬油的临界直径虽然与弹簧实际直径相差不大,但是在马氏体转变时冷速缓慢,组织应力小于弹簧所能承受的表面张应力,不会导致淬裂。因此,要想使弹簧淬火不裂并保证淬火质量,一是想办法使淬火临界直径与实际尺寸相差较大,二是马氏体转变时冷却速度要缓慢。考虑这两点因素,淬单一的水溶性介质要想使弹簧不裂很困难。原因有两个:一是浓度配比要高,即使水溶性介质浓度达到10%,其马氏体转变冷速还是很快,比淬火油快一倍,而临界直径降到25mm左右,还是会造成弹簧淬裂。如果介质浓度过高,达到20%左右,虽然弹簧可能不会造成淬裂,但其成本太高,且与后续其他零件生产的所需浓度不匹配;二是如果介质浓度很低,临界直径虽然远离零件实际尺寸,但是马氏体转变冷速太快,接近水,一样会造成弹簧淬裂。

 

    因此,考虑到以上两种原因,我们推荐使用高频炉进行双拼淬火(介质+空气),冷却时控制好弹簧降到M点的时间,然后进行空冷实现马氏体的缓慢转变。

 

    选用不同的淬火介质对变形的影响很大。水在常温下的冷却能力很强,一般适用于对变形量要求不大零件的淬火;而选用油作为淬火介质,则要求被淬火零件的淬透性要高、壁厚差不大、形伏复杂、工序长且复杂;选用水溶性介质则要求浓度配比要高,故其成本就高,且与后续其他零件生产的所需浓度不匹配;选择了双液淬火(介质十空气),既满足了零件在临界温度范围内冷却较快,又满足了在M点附近冷却要慢以减小淬火应力引起的变形和开裂。故认为采用双液淬火可以提高弹簧质量。

 

    淬火硬度均匀,基本在2.55-2.60dB,回火后经三次标准锻压,弹性非常好,没有出现因淬火问题造成的弯曲变形,整体合格率提高,返工数量大大减少。

 

    另外,利用高频炉对弹簧进行双拼淬火,产出效能提高,节约大量的动能成本;避免了安全隐患,并使工作环境得以改善。

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