一种高强度弹簧及其加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度弹簧及其加工工艺，属于减震装置技术领域。
【背景技术】
[0002]弹簧是一种广泛使用的弹性元件，用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状，其外形多为圆柱形，生产加工可分为冷卷成形和热卷成形，亦作“弹簧”。弹簧为了与其装配空间更好地吻合，也有设计为非圆柱形的，如汽车双质量飞轮用的弹簧为弧形弹簧。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹貪、异型弹貪等。
[0003]弹簧在现在的应用中非常的普遍，各行各业根据不同的用途采用不同强度刚度和使用寿命的弹簧。现有的弹簧强度低，使用寿命短，并且容易腐蚀生锈。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种强度高、使用寿命长的高强度弹簧。
[0005]本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是:一种高强度弹簧，所述高强度弹簧中各成分的质量百分比为:C: 0.23-0.34%，Al: 1.53-1.76%, Mg: 0.73-0.86%, Y: 0.12-0.16%,Zr:0.21-0.26%，Sn:0.44-0.46%,Zn: 0.55-0.66%,Si:0.24-0.31%,Mn:0.62-0.67%，Cr:0.15-0.17%,Ni:0.32-0.35%,Cu:0.47-0.55%,V:0.02-0.05%,Mo:0.06-0.09%,Ti:0.57-0.79%,B:0.14-0.18%,Pd:0.13-0.17%,Pt:0.06-0.13%, ff:0.31-0.43%,Ta:0.22-0.25%,Nd:0.07-0.09%，Ce:0.05-0.06%, Eu:0.03-0.07%，Lu: 0.18-0.21%，余量为 Fe。
[0006]本发明采用上述技术方案的有益效果是:(1)本发明的高强度弹簧由于加入了Al，Mg,Y,Zr,Sn，Zn和Ni，提尚了弹貪的耐腐蚀性能；(2)本发明的尚强度弹貪由于加入了Ti，提高了弹簧的结构强度;(3)本发明的高强度弹簧由于加入了Pd、Pt、W、Ta和Nd等，使得弹簧的耐腐蚀和结构强度，弹性均得到了提高。
[0007]上述技术方案的改进是:所述高强度弹簧中各成分的质量百分比为:C:0.24%，A1:1.55%,Mg:0.76%,Y:0.12%,Zr:0.22%,Sη:0.45%,Zη: 0.56%,Si:0.25%,Mn:0.63%,Cr:0.16%,Ni:0.33%,Cu:0.47%,V:0.03%,Mo:0.06%,Ti:0.58%,B:0.15%,Pd:0.14%,Pt:0.08%,W: 0.33%, Ta: 0.23%, Nd: 0.08%, Ce: 0.05%, Eu: 0.04%, Lu: 0.19%，余量为 Fe。
[0008]上述技术方案的改进是:所述高强度弹簧中各成分的质量百分比为:C:0.32%，A1:1.74%,Mg:0.79%,Y:0.15%,Zr:0.26%,Sn:0.46%,Zn: 0.65%,Si:0.27%,Mn:0.66%,Cr:0.17%,Ni:0.35%,Cu:0.49%,V:0.05%,Mo:0.09%,Ti:0.68%,B:0.18%,Pd:0.17%,Pt:0.09%,W: 0.43%, Ta: 0.25%, Nd: 0.09%, Ce: 0.06%, Eu: 0.07%, Lu: 0.21%，余量为 Fe。
[0009]该高强度弹簧加工工艺，包括以下步骤:
(-)下料:气割原料确定长度，修磨切割面；
(二)锻尖:利用锻打的方式将弹簧丝的两端头从圆截面过渡到矩形截面； ㈢热卷:将锻尖后的弹簧丝加热到950-1200°C，安照预定的高度、外径和圈数进行热卷，保温时间为70-90分钟；
㈣热处理:采用淬火-加热-回火的热处理工艺，具体热处理工艺为:
淬火:将热卷后的弹簧放入真空淬火炉进行淬火，淬火介质为真空淬火油，控制淬火温度为1250-1270°C，淬火时冷到450-470°C时，取出空冷至室温；
加热:将淬火后的弹簧放入加热炉进行加热，加热温度为800-950°C，加热12-15分钟后停止加热，再采用水冷以6-8°C/s的冷却速率将弹簧水冷至室温；
回火:将加热后的弹簧放入真空回火炉进行回火，控制回火温度为750-770°C，回火时间35-40分钟，然后空冷至室温；
㈤强压处理:把弹簧压至要求高度，停放15—30h，然后放开；
㈥探伤处理；
㈦抛丸处理:将弹簧进行至少3次抛丸处理；
(八)清洗:将弹簧置于浓度为21-23%的氯化钠溶液中，利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波，超声波的频率和声强分别是8KHZ-9MHZ和3-9 ff/cm2;
㈨退磁；
(十)电镀:通过电镀镀锌，镀层厚度为6-8微米。
[0010]上述技术方案的改进是:所述步骤㈢中，将锻尖后的弹簧丝加热到1050°C，保温时间为85分钟。
[0011 ]上述技术方案的改进是:所述步骤(四)中:
淬火:控制淬火温度为1250°C，淬火时冷到470°C时，取出空冷至室温；
加热:加热温度为850°C，加热12分钟后停止加热，再采用水冷以8°C/s的冷却速率将弹簧水冷至室温；
回火:控制回火温度为770°C，回火时间35分钟，然后空冷至室温。
[0012]上述技术方案的改进是:所述步骤(Λ)中，将弹簧置于浓度为22%的氯化钠溶液中，超声波的频率和声强分别是6MHZ和8W/cm2。
[0013]本发明采用上述技术方案的有益效果是:(1)本发明的高强度弹簧弹性大，耐腐蚀性能好，使用寿命长;(2)通过本发明的高强度弹簧的加工工艺，特别是其中的热处理工艺，可控制弹簧横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，并可使簧丝表面层产生与工作应力相反的残余应力，受载时可抵消部分工作应力，增加使用寿命；(3)通过本发明的高强度弹簧的加工工艺，通过对弹簧进行超声波清洗，使得弹簧的清洗更加彻底，保证了电镀时，弹簧的表面没有杂质和灰尘，提高了电镀质量，从而提高了弹簧的耐腐蚀性能。
【具体实施方式】
[0014]实施例一
本实施例的高强度弹簧中各成分的质量百分比为:C: 0.24%，Al: 1.55%，Mg: 0.76%，Y:0.12%,Zr:0.22%,Sn: 0.45%,Zn: 0.56%, Si:0.25%,Mn:0.63%,Cr:0.16%,Ni:0.33%,Cu:0.47%,V:0.03%,Mo:0.06%,Ti:0.58%,B:0.15%,Pd:0.14%,Pt:0.08%, ff:0.33%,Ta:0.23%,则:0.08%，06:0.05%311:0.04%丄11:0.19%，余量为卩6。
[0015]该高强度弹簧加工工艺，包括以下步骤: (-)下料:气割原料确定长度，修磨切割面；
(二)锻尖:利用锻打的方式将弹簧丝的两端头从圆截面过渡到矩形截面；
㈢热卷:将锻尖后的弹簧丝加热到1050°C，安照预定的高度、