一種高強(qiáng)度高韌性壓縮彈簧及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度高韌性的壓縮彈簧及其制備方法，所述彈簧鋼由以下重量份的元素組成:C 0.45?0.75％，Mn 0.9?1.3％，Si0.76?1.3％，Zr4.2?5％，Mo 0.31?0.4％，B 0.0031?0.0049％，W 0.05?0.2％，Nb 0.005?0.008％，RE 0.12?0.18％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，本發(fā)明通過(guò)合理調(diào)節(jié)各元素的比例，改善了彈簧的加工性能，使彈簧的強(qiáng)度提高了10?12％、壽命提高了15?18％，適合正在負(fù)載情況下的正常工作，且制備工藝流程少，消耗時(shí)間短。
【專利說(shuō)明】
一種高強(qiáng)度高韌性壓縮彈簧及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及彈簧加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度高韌性壓縮彈簧及其制備方法。【背景技術(shù)】
[0002]彈簧是機(jī)械和電子行業(yè)中廣泛使用的一種彈性元件，彈簧在受載時(shí)能產(chǎn)生較大的彈性變形，把機(jī)械功或動(dòng)能轉(zhuǎn)化為變形能，而卸載后彈簧的變形消失并回復(fù)原狀，將變形能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功或動(dòng)能。在汽車行駛過(guò)程中，彈簧承受高頻往復(fù)壓縮運(yùn)動(dòng)，起著緩沖和減震作用，其質(zhì)量好壞，對(duì)車輛平穩(wěn)性、安全性起著至關(guān)重要的作用，此外，彈簧還擔(dān)負(fù)起傳遞所有各向的力和力矩，決定車輪運(yùn)動(dòng)的軌跡，起導(dǎo)向的作用，因此，應(yīng)具有高強(qiáng)度、高韌性以及優(yōu)良的淬透性。現(xiàn)有用于車輛彈簧生產(chǎn)的鋼材料無(wú)法滿足高強(qiáng)度彈簧的生產(chǎn)需求，而高強(qiáng)度彈簧鋼對(duì)表面缺陷極度敏感，容易在腐蝕性氣體環(huán)境下出現(xiàn)氫脆而斷裂，壽命較短。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有高強(qiáng)度、高韌性的壓縮彈簧。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]—種高強(qiáng)度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成:(:0.45-0.75%^110.9-1.3%,Si 0.76-1.3%,Zr 4.2-5%,Mo 0.31-0.4%,B 0.0031-0.0049% ,W0.05-0.2% ,Nb 0.005-0.008%，RE 0.12-0.18%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]優(yōu)選的，所述高強(qiáng)度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成:C 0.55-0.65%，Mn 0.98-1.25%,Si 0.88-1.28%,Zr 4.5-4.8%,Mo 0.33-0.38%,B 0.0031-0.0049 % ,ff 0.05-0.2%，Nb 0.005-0.008%，RE 0.12-0.18%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]優(yōu)選的，RE 為稀土元素 La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y 的一種或多種。
[0008]所述高韌性高韌性壓縮彈簧的制備方法，包括以下步驟:
[0009](1)卷制:按配比生產(chǎn)出彈簧鋼絲，并將彈簧鋼絲卷制成彈簧；
[0010](2)淬火:將彈簧置于加熱爐中加熱至951-960°c保溫30分鐘，再將彈簧置于鹽浴中保溫20分鐘；
[0011](3)中溫回火:將彈簧在460-470°C回火1小時(shí)；
[0012]⑷組合噴丸；
[0013](5)預(yù)壓；[〇〇14](6)表面防腐:將彈簧鍍鋅、鈍化。[〇〇15]本發(fā)明的有益效果，本發(fā)明中RE為未分離的混合稀土，它價(jià)格便宜，能提高彈簧的沖擊韌性、抗氧化性和抗腐蝕性且有良好的脫氧去硫作用;Nb能提高彈簧的屈服強(qiáng)度和沖擊韌性，可以固定彈簧中的碳，；W能緩解碳化物的聚集，保持較高的高溫強(qiáng)度，還可以增加淬透性和硬度;B主要增加彈簧的淬透性;Si能提高彈簧的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈服比，以及疲勞強(qiáng)度和疲勞比；噴丸時(shí)先用較大直徑丸球去除殘余壓應(yīng)力，再使用小球丸對(duì)表面光潔度進(jìn)行修復(fù)，預(yù)壓能避免彈簧在使用出現(xiàn)塑性變形，最后對(duì)彈簧進(jìn)行表面處理，減緩彈簧的腐蝕，從而大大提高了彈簧的使用壽命;本發(fā)明通過(guò)合理調(diào)節(jié)各元素的比例，改善了彈簧的加工性能，使彈簧的強(qiáng)度提高了 10-12%、壽命提高了 12倍，適合負(fù)載情況下的正常工作，制備工藝流程少，消耗時(shí)間短。
【具體實(shí)施方式】
[0016]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(duì)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(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)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。
[0017]實(shí)施例1:
[0018]一種高強(qiáng)度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成，C 0.45%,Mn 0.98%,Si1.28% ,Zr 4.5% ,Mo 0.38% ,B 0.0031 % ,W0.1 % ,Nb 0.008% ,RE 0.16%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0019]所述高韌性高韌性壓縮彈簧的制備方法，包括以下步驟:
[0020](I)按配比生產(chǎn)出彈簧鋼絲，并將彈簧鋼絲卷制成彈簧；
[0021](2)淬火:將彈簧置于加熱爐中加熱至950-960°C保溫15分鐘，再將彈簧置于鹽浴中停留4分鐘，取出空冷；
[0022](3)中溫回火:將彈簧在460_470°C回火25分鐘；
[0023](4)噴丸；
[0024](5)預(yù)壓；
[0025 ] (6)表面防腐:將彈簧鍍鋅、鈍化。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]一種高強(qiáng)度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成，C 0.55%，Mn 1.25%,Si
0.88% ,Zr 5% ,Mo 0.33% ,B 0.0049% ,W 0.2% ,Nb 0.007% ,RE 0.18%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0028]高韌性彈簧的制備方法同實(shí)施例1。
[0029]實(shí)施例3:
[0030]一種高強(qiáng)度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成，C 0.65%,Mn 1.3%，Si1.3%,Zr 4.2% ,Mo 0.31% ,B 0.0041% ,W 0.15%,Nb 0.006% ,RE 0.12%，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0031 ]高韌性彈簧的制備方法同實(shí)施例1。
[0032]實(shí)施例4:
[0033]一種高強(qiáng)度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成，C 0.75%,Mn 0.9%，Si
0.76% ,Zr 4.8% ,Mo 0.4% ,B 0.00351% ,W0.05% ,Nb 0.005% ,RE 0.14%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0034]高韌性彈簧的制備方法同實(shí)施例1。
[0035]綜上，本發(fā)明實(shí)施例具有如下有益效果:本發(fā)明通過(guò)合理調(diào)節(jié)各元素的比例，改善了彈簧的加工性能，使彈簧的強(qiáng)度提高了 10-12%、壽命提高了 15-18%，適合正在負(fù)載情況下的正常工作，且制備工藝流程少，消耗時(shí)間短。
[0036]需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，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(yǔ)“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(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0037]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)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(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度高韌性壓縮彈簧，其特征在于，由以下重量份的元素組成:C 0.45-0.75% ,Mn 0.96-1.15% ,Si 0.81-1.19% ,Zr 4.2-5% ,Mo 0.31-0.4% ,B 0.0031-0.0049%，W 0.05-0.2%，混合稀土元素0.005-0.15%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高韌性壓縮彈簧，其特征在于，由以下重量份的元素組成:C 0.55-0.65% ,Mn 0.98-1.25% ,Si 0.88-1.28% ,Zr 4.5-4.8% ,Mo 0.33-0.38% ,B0.0031-0.0049%,W 0.05-0.2%,Nb 0.005-0.008% ,RE 0.12-0.18%，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。3.如權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度高韌性壓縮彈簧，其特征在于，所述RE為稀土元素1^、06、？1'、副、？111、3111411、6(1、1'13、07、!10 41'、1'111、￥13、1^1、3(3、￥的一種或多種。4.如權(quán)利要求1-3任一所述的高強(qiáng)度高韌性壓縮彈簧的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)卷制:按配比生產(chǎn)出彈簧鋼絲，并將彈簧鋼絲卷制成彈簧； (2)淬火:將彈簧置于加熱爐中加熱至951-960°C保溫30分鐘，再將彈簧置于鹽浴中冷卻至200 °C保溫20分鐘； (3)中溫回火:將彈簧在360-3800C回火25分鐘； (4)組合噴丸； (5)預(yù)壓; (6)表面防腐:將彈簧鍍鋅、鈍化。
【文檔編號(hào)】C21D1/18GK105970096SQ201610530435
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月6日
【發(fā)明人】余昌國(guó), 余志強(qiáng)
【申請(qǐng)人】安徽紅橋金屬制造有限公司