一种弹簧挡圈的热处理加工方法及其专用回火工装与流程

本发明属于金属热处理领域，尤其涉及60si2mna弹簧挡圈的热处理加工方法。

背景技术：

弹簧挡圈一般作为产品插接机构中回拨的作用，主要是通过弹性反复运作来达到使用目的，工件在使用过程中主要承受挤压弹性变形的作用、发挥缓冲及弹簧恢复的作用，具有弹性好，硬度高等特点。通常是通过弹性变形储存能力，通过弹性的恢复来达到工件插接目的。主要使用范围在硬度为45~55hrc范围内使用。现有技术中，初始的热处理方式采用盐浴炉加热后，由于加工过程参数不便控制，导致热处理加工后硬度普遍在48~53hrc之间，进行弹性试验后80%发生断裂；该弹簧挡圈厚度仅为1.05mm，热处理后翘曲变形严重，导致装配后弹簧片不平整，受力不均，在承受高频率的往复运动后发生脆性断裂。采用现有技术的热处理加工方法后，弹簧挡圈经常性发生断裂及变形难以校正，无法满足产品使用要求。因此，需要一种新的热处理方法来实现对弹性、变形及整体性能保持很好的方式。

技术实现要素：

为了解决现在生产过程中出现的技术问题，本发明的目的在于提供一种解决弹簧挡圈淬火后使用发生脆性断裂的不足，减少弹簧挡圈的变形，提高弹簧挡圈的平整度，使得弹簧挡圈在后续装配使用过程中避免出现断裂的弹簧挡圈的热处理加工方法。

本发明的目的还在于提供上述弹簧挡圈的热处理加工方法的专用回火工装。

为达到上述发明的目的，本发明的方法包括以下步骤：

步骤一、将成型后的弹簧挡圈清洗掉表面的污渍油渍；

步骤二、将清洗干净的弹簧挡圈穿成串，然后装入真空淬火料框，送入真空淬火炉进行淬火，淬火过程采用预热-淬火的加热方式，真空淬火炉加热前进行抽真空，真空度保持在1.33～13.3pa,从室温经过20～30min将真空淬火炉升温至一次预热温度650℃～670℃，保温20～30min，再经过15～20min将真空淬火炉升温至淬火温度860～870℃，保持该温度进行淬火保温15～20min；

步骤三、将保温好的弹簧挡圈送入冷室进行淬火油冷，油温为55～60℃，开启淬火机构进行入油槽冷却；在油槽中冷至100℃以下出炉空冷至室温；

步骤四、将淬火后的弹簧挡圈装入回火工装中进行定型回火，弹簧挡圈套入螺杆中，通过螺母利用压板进行热校正，入炉回火，回火温度为440±10℃，保温时间40～60min，回火水冷至室温；

步骤五、将热处理加工完后的弹簧挡圈进行检测，平面度及硬度符合要求后转入下一步进行弹性试验。

本发明所述步骤二中，真空度最佳为1.6～1.7pa,从室温经过25～27min将真空淬火炉升温至一次最佳预热温度655℃～660℃，保温25～27min，再经过17～18min将真空淬火炉升温至淬火温度865～868℃，保持该温度进行淬火保温18～19min。

本发明所述步骤二中，用长弹簧或铁丝将清洗干净的弹簧挡圈穿成串，弹簧的每一节下挂一弹簧挡圈，使相邻弹簧挡圈之间有间隔，或用铁丝将清洗干净的弹簧挡圈穿成串，铁丝上有多个结节，用结节使相邻弹簧挡圈之间有间隔。

本发明所述步骤三中，油温最佳为58～60℃，弹簧挡圈在油槽中冷至最佳120℃出炉空冷至室温。

本发明所述步骤四中，最佳回火最佳为440±5℃，保温最佳时间50～55min。

本发明所述弹簧挡圈的热处理加工方法的专用回火工装，包括一个固定座，固定座上有工作杆，工作杆一端有螺杆，工作杆上套有压板，螺母装于螺杆上；固定座内侧端面与工作杆中心线垂直；固定座、工作杆、压板中心线在同一直线上；固定座、压板的直径大于待加工弹簧挡圈的直径。

本发明通过合理制定加工过程工艺参数，科学的设计回火装夹固定方式，来解决弹簧挡圈失效及变形的问题。与现有技术相比，本发明采取热处理加工方法解决60si2mna弹簧挡圈脆性断裂及变形问题，解决了挡圈热处理后翘曲变形难校正，避免因为硬度控制不好（因硬度不均及偏高）造成弹簧挡圈的脆性断裂，提高了产品热处理的合格率，确保了产品质量，经本发明加工后的弹簧挡圈硬度集中在46～48hrc（60si2mna弹性极限最好区间）；同时利用回火控制变形，在回火过程中采用工装定型，减少弹簧挡圈的变形，提高弹簧挡圈的平整度，平面度控制在0.15mm以内,满足产品后续装配需求，满足产品对弹簧挡圈的弹性要求。本发明具有操作简单，成批量处理效果好，使得弹簧挡圈在后续装配使用过程中避免出现断裂，最终满足弹簧挡圈的变形及弹性使用范围，适用于同类型不同尺寸的各种弹簧挡圈的热处理加工。

附图说明

图1为本发明的专用工装结构示意图；

图2为本发明固定座、工作杆的结构示意图；

图3为本发明压板的结构示意图；

图4为待加工工件结构示意图。

图中，1、固定座；2、压板；3、螺母；4、工作杆；5、待加工弹簧挡圈。

具体实施方式

图1中，本发明的专用工装为回火工装，固定座1上有工作杆4，工作杆4一端有螺杆，工作杆4上套有压板2，螺母3装于螺杆上，固定座1内侧端面与工作杆4中心线垂直.固定座1、工作杆4、压板2中心线在同一直线上，固定座1、压板2的直径大于待加工弹簧挡圈的直径。将待加工弹簧挡圈5套入工作杆4，利用螺母3对压板2施压，回火加热过程中利用热校正解决弹簧挡圈的变形。

图2中，固定座1，工作杆4。

图3中，2为压板。

图4中，5为待加工弹簧挡圈。

实施例

步骤一、将成型后的待加工弹簧挡圈5清洗掉表面的污渍油渍等；

步骤二、将清洗干净的待加工弹簧挡圈5用细铁丝穿串，为了避免淬火不均匀，保证零件每个面均匀接触淬火介质，铁丝上有多个绑结，用结节（绑结）使相邻弹簧挡圈之间由中间绑结隔开；然后装入真空淬火料框，送入真空淬火炉进行淬火，淬火过程采用预热-淬火的加热方式，真空淬火炉加热前进行抽真空，真空度保持在13.3pa,从室温经过25min将设备升温至一次预热温度660℃，保温25min，再经过15min将设备升温至淬火温度860℃，保持该温度进行淬火保温15min；

步骤三、将保温好的待加工弹簧挡圈送入冷室进行淬火油冷，油温为55℃，开启淬火机构进行入油槽冷却；在油槽中冷至50℃以下出炉空冷至室温；

步骤四、将淬火后的待加工弹簧挡圈5装入回火工装中进行定型回火，套入工作杆4中，通过螺母3利用压板2进行热校正，入炉回火，回火温度为430℃，保温时间40min，回火水冷至室温；

步骤五、将热处理加工完后的弹簧挡圈进行检测，平面度为0.12mm,硬度为46.5hrc。转入下一步进行弹性试验。

技术特征：

技术总结
一种弹簧挡圈的热处理加工方法及其专用回火工装，将清洗干净的弹簧挡圈穿成串，装入真空淬火料框，送入真空淬火炉进行淬火，真空淬火炉加热前进行抽真空，将设备升温至650℃～670℃，保温20～30min，再升温至淬火温度860～870℃进行淬火；然后将弹簧挡圈送入冷室进行淬火油冷，在油槽中冷至100℃以下出炉空冷至室温；然后将弹簧挡圈装入回火工装中进行定型回火，弹簧挡圈套入螺杆中，通过螺母利用压板进行热校正，入炉回火，回火水冷至室温；本发明解决了弹簧挡圈淬火后使用发生脆性断裂的不足，减少弹簧挡圈的变形，提高弹簧挡圈的平整度，使得弹簧挡圈在后续装配使用过程中避免出现断裂。

技术研发人员：徐焕云;谢家松;孙焕;马汉勇;杨丽;陈亮;徐星;邱文;靖微
受保护的技术使用者：湖北江山重工有限责任公司
技术研发日：2018.11.16
技术公布日：2019.05.07