提高关闩弹簧疲劳寿命的方法与流程

本发明涉及一种弹簧的加工方法，具体是，涉及一种提高关闩弹簧疲劳寿命的方法。

背景技术：

目前，随着国内装备制造业的快速发展，弹簧作为重要零件也越来越多的使用在重要部位，弹簧的性能和使用寿命就决定了装备的安全性和稳定性，因此弹簧的疲劳寿命是关键性能指标。

现阶段国内普通冷拉弹簧钢的表面均存在轻微划痕、微小发纹等瑕疵，弹簧在卷制加工过程弹簧内表面承受压应力，外表面承受拉应力，导致材料表面缺陷延伸，在强压以及表面处理过程材料缺陷极限延伸，导致零件的疲劳寿命降低。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种提高关闩弹簧疲劳寿命的方法，有效地解决了弹簧的疲劳寿命低的技术难题。

技术方案如下：

一种提高关闩弹簧疲劳寿命的方法，包括：

优化弹簧钢的材料表面质量，将弹簧钢绕制成关闩弹簧，对关闩弹簧热处理，热处理采用回火水冷的快速冷却工艺方法，消除回火脆性；

对关闩弹簧进行喷丸强化；通过调整关闩弹簧进在喷丸机中的输送速度、旋转速度、弹丸使用规格来达到表面强化效果；

采用强压工装对关闩弹簧进行强压处理，使关闩弹簧完全压并状态。

进一步：弹簧钢选用热轧磨光料来优化弹簧钢的材料表面质量。

进一步：热处理中，850～870℃淬火出炉油冷，410～450℃回火出炉水冷。

进一步：表面喷丸处理中，关闩弹簧的输送速度1m/min，关闩弹簧的旋转速度5r/min，弹丸采用1.0mm铸钢丸，喷丸前将喷丸试片与第一件零件同时进行喷丸，检测弧高度值和零件的表面覆盖率。

进一步：强压处理时，采用定位长孔增加补偿垫片，楔形定位销定位；使用补偿垫片，保证零件强压过程零件处于完全压并状态，达到了稳定零件尺寸和均匀强化的目的。

本发明技术效果包括：

本发明有效地解决了弹簧的疲劳寿命低的技术难题。本发明能够提高关闩弹簧的抗疲劳性能，消除关闩弹簧的残余变形，提高关闩弹簧的稳定性。

附图说明

图1是本发明中强压工装对关闩弹簧进行强压处理的示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

提高关闩弹簧疲劳寿命的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：优化弹簧钢的材料表面质量；

选用磨光料代替冷拉弹簧钢来优化弹簧钢的材料表面质量，改进弹簧钢的表面状态。对于重要用途的弹簧而言，改进弹簧钢的材料表面状态，选用热轧磨光料，能够消除弹簧材料表面轻微缺陷及粗糙度差影响疲劳寿命的问题。

步骤2：将弹簧钢绕制成关闩弹簧，对关闩弹簧热处理，热处理采用回火水冷的快速冷却工艺方法，消除回火脆性；

热处理中，850～870℃淬火出炉油冷，410～450℃回火出炉水冷，对于cr-si-v、si-mn系列具有回火脆性弹簧材料，淬完火后的回火缓冷和快冷对材料脆性有较大影响。所以，采用回火水冷的工艺能够消除回火脆性。

步骤3：对关闩弹簧进行喷丸强化；通过调整关闩弹簧进在喷丸机中的输送速度、旋转速度、弹丸使用规格来达到表面强化效果；

具体为：使用zj220螺旋弹簧抛丸机，工件输送速度1m/min，工件旋转速度5r/min，弹丸采用1.0mm铸钢丸，喷丸前将喷丸试片与第一件零件同时进行喷丸，检测弧高度值和零件的表面覆盖率。符合wj2028-91钢制零件喷丸强化技术条件。

成型后的表面强化采用喷丸强化，通过弹丸的喷射使弹簧表面产生一定的残余压应力，提高其抗疲劳性能。

如图1所示，是本发明中强压工装对关闩弹簧进行强压处理的示意图。

步骤4：采用强压工装对关闩弹簧进行强压处理，使关闩弹簧处于完全压并状态。

强压工装保关闩弹簧在强压过程中处于完全压并状态，达到了稳定零件尺寸和均匀强化的目的，消除关闩弹簧的残余变形，提高关闩弹簧的稳定性。

采用定位长孔增加补偿垫片，楔形定位销定位。使用补偿垫片，保证零件强压过程零件处于完全压并状态，达到了稳定零件尺寸和均匀强化的目的。

实施例1

1、将原选取冷拉弹簧钢60si2crva/11-14-gb/t905-1994；改进选取热轧磨光料60si2crvagb/t1222-2007-/14-2-gb/t702-2004,1组精度；

2、将弹簧钢绕制成关闩弹簧，关闩弹簧的热处理工艺确定为850～870℃淬火出炉油冷，410～450℃回火出炉水冷。

3、对关闩弹簧的表面喷丸处理；工件输送速度1m/min，工件旋转速度5r/min，弹丸采用1.0mm铸钢丸，喷丸前将喷丸试片与关闩弹簧同时进行喷丸，检测弧高度值和零件的表面覆盖率。符合wj2028-91钢制零件喷丸强化技术条件。

4、采用强压工装对关闩弹簧进行强压处理。

强压工装保证零件强压过程零件处于完全压并状态，达到了稳定零件尺寸和均匀强化的目的。

5、动态试验指标：283.5mm～342.5mm之间进行32r/min动态试验，进行疲劳试验考核，疲劳寿命＞106次。

疲劳寿命对比：冷拉料弹簧32r/min循环86430次持续45小时断裂；磨光料弹簧32r/min循环150156次持续78.2小时断裂。

应当理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种提高关闩弹簧疲劳寿命的方法，包括：优化弹簧钢的材料表面质量，将弹簧钢绕制成关闩弹簧，对关闩弹簧热处理，热处理采用回火水冷的快速冷却工艺方法，消除回火脆性；对关闩弹簧进行喷丸强化；通过调整关闩弹簧进在喷丸机中的输送速度、旋转速度、弹丸使用规格来达到表面强化效果；采用强压工装对关闩弹簧进行强压处理，使关闩弹簧完全压并状态。本发明有效地解决了弹簧的疲劳寿命低的技术难题。

技术研发人员：乔杰;白笃;徐志炜;邢宏鹏;乔芳;罗春红;付文平
受保护的技术使用者：包头北方安全防护装备制造有限公司
技术研发日：2018.08.13
技术公布日：2019.01.04