本發(fā)明涉及彈簧加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高韌性彈簧及其制備方法。

背景技術(shù)：

彈簧具有可伸長壓縮的特性，汽車螺旋彈簧是重要的緩沖元件，它具有不需潤滑，不怕污垢，重量小且占空間位置少的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)路面對輪子的沖擊力傳到彈簧時，它可以將車輛經(jīng)過不平路面時產(chǎn)生的彈跳吸收和釋放，減少車輛彈跳的幅度，使車輪盡可能的與路面保持接觸，而伸長過程中產(chǎn)生的能量會被避震器的工作下轉(zhuǎn)化為熱能散播到空氣中。現(xiàn)有技術(shù)的彈簧無法滿足高強(qiáng)度的生產(chǎn)需求，而高強(qiáng)度彈簧容易在腐蝕性氣體環(huán)境下出現(xiàn)氫脆而斷裂，不能滿足特殊情況下的使用情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種耐腐蝕、高韌性、高強(qiáng)度、塑性高、淬透性好的彈簧，它具有壽命長，價格便宜的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：Ni 9％-15.5％，Mn 0.91％-1.19％，Cr 2.3％-3.7％，Mo 0.59％-0.79％,Cb 0.03-0.1％，Si 0.7-1.25％，C 0.3-0.55％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余為Fe。

優(yōu)選的，所述高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：Ni 11％-14％，Mn 0.96％-1.15％，Cr 2.6％-3.5％，Mo 0.7％-0.79％,Cb 0.06-0.08％，Si 0.81-1.19％，C 0.35-0.45％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余為Fe。

優(yōu)選的，所述高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：Ni 11.5％，Mn 1.15％，Cr 3.1％，Mo 0.75％，Cb 0.07％，Si 1.05％，C 0.39％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余為Fe。

所述高韌性彈簧的制備方法，包括以下步驟：

(1)冶煉：按比例進(jìn)行鋼水冶煉，并澆注成合金錠，去除氧化層，通過熱鍛、旋鍛和拉拔的步驟，獲得絲材；

(2)淬火：將絲材加熱到931-955℃，卷制成彈簧，保溫20分鐘，然后用專用夾具將其放入淬火液中冷卻至260℃；Ar氛圍保護(hù)

(3)中溫回火：將彈簧在440-450℃保溫25-30分鐘，出爐后淋水快速冷卻；

(4)噴丸：

(5)低溫回火：將彈簧在220-260℃下保溫20-30分鐘；

(6)預(yù)壓：對彈簧施加壓力，使其各圈相互接觸；

(7)表面防腐：將彈簧鍍鋅、鈍化。

優(yōu)選的，淬火過程在Ar保護(hù)氣中進(jìn)行。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明Cb可以提高彈簧的淬透性、屈服強(qiáng)度和韌性，同時提高彈簧的抗氧化性和抗腐蝕性；通過控制C的含量來保證彈簧強(qiáng)度和淬透性；Mo能提高彈簧的淬透性、熱強(qiáng)性、抗腐蝕性和耐磨性，防止回火脆性；Cr使彈簧的淬透性、耐磨性提高，且在熱處理時不易脫碳；添加的Ni提高彈簧的強(qiáng)度、抗疲勞性、耐腐蝕性、降低其對缺口的敏感性以及低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度；Mn強(qiáng)烈增加彈簧的淬透性，并和鐵形成固溶體，提高彈簧的強(qiáng)度；Si能顯著提高了彈簧的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度；彈簧淬火是在惰性Ar中進(jìn)行的，避免了彈簧在高溫時發(fā)生氧化、脫碳等現(xiàn)象；通過兩次回火去除彈簧的殘留應(yīng)力；為了提高彈簧的疲勞強(qiáng)度,在淬火和回火后對彈簧進(jìn)行噴丸處理,以消除表面缺陷和由表面硬化產(chǎn)生的應(yīng)力。對彈簧施加壓力，使其各圈相互接觸；為了避免彈簧在服役中出現(xiàn)塑性變形而影響彈性和尺寸精度的現(xiàn)象，可對彈簧塑性預(yù)壓處理。本發(fā)明優(yōu)化了各元素的配比，使各元素產(chǎn)生協(xié)同作用，經(jīng)處理后的彈簧淬透性、韌性、強(qiáng)度顯著提高，壽命提高了10倍以上，能滿足多種特殊條件下的使用。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

一種高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：Ni 9％，Mn 1.15％，Cr 2.3％，Mo 0.59％,Cb 0.03％，Si 0.81％，C 0.39％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余為Fe。

所述高韌性彈簧的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照比例進(jìn)行鋼水冶煉，并澆注成合金錠，去除氧化層，通過熱鍛、旋鍛和拉拔的步驟，獲得絲材，并對絲材進(jìn)行卷制處理；

(2)熱處理：包括淬火和中溫回火，其中淬火是將鋼板彈簧置于加熱爐中加熱至841-870℃預(yù)熱10分鐘，然后繼續(xù)加熱至940-970℃，并在該溫度下保溫12-18分鐘，再將彈簧置于淬火液中淬火；中溫回火是將彈簧在440-450℃回火時長25-30分鐘，出爐后淋水快速冷卻；

(3)噴丸；

(4)二次回火：將彈簧在220-260℃下回火20-30分鐘；

(5)預(yù)壓；

(6)表面防腐：將彈簧鍍鋅、鈍化。

實(shí)施例2：

一種高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：Ni 11％，Mn 1.19％，Cr 3.7％，Mo 0.79％,Cb 0.08％，Si 0.7％，C 0.55％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余為Fe。

高韌性彈簧的制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例3：

一種高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：Ni 11.5％，Mn 0.91％，Cr 3.5％，Mo 0.75％,Cb 0.07％，Si 1.25％，C 0.45％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余為Fe。

高韌性彈簧的制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例4：

一種高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：Ni 14％，Mn 1.15％，Cr 3.1％，Mo 0.79％,Cb 0.06％，Si 1.19％，C 0.35％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余為Fe。

高韌性彈簧的制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例5：

一種高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：一種高韌性彈簧，由以下百分比含量的元素組成：Ni 15.5％，Mn 0.96％，Cr 2.6％，Mo 0.7％，Cb 0.1％，Si 1.05％，C 0.3％，P≤0.03％，S≤0.02％，其余為Fe。

高韌性彈簧的制備方法同實(shí)施例1。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例具有如下有益效果：本發(fā)明優(yōu)化了各元素的配比，使個元素產(chǎn)生協(xié)同作用，經(jīng)處理后的彈簧淬透性、韌性、強(qiáng)度顯著提高，壽命提高了15％，能滿足多種特殊條件下的使用。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。