气门弹簧生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气门弹簧生产工艺，属于材料热处理领域。
【背景技术】
[0002]气门弹簧在发动机中承受高应力，持续交变载荷，通常其工作温度区间在120?150度之间，尤其是近年来降低能耗与轻量化设计成为一种趋势，对气门弹簧的疲劳性能和强度性能提出了更高的要求。因此，迫切需要一种高性能弹簧钢丝，满足发动机轻量化及高交变载荷的设计需求。目前国内公开的气门弹簧钢丝生产工艺流程分为2种:
[0003]1、需要剥皮处理的弹簧钢丝生产工艺流程:
[0004]原材料一剥皮一中间退火一表面处理一拉拔一油淬火一回火处理一探伤一涂油收卷一包装检验入库。
[0005]当前的工艺，生产的弹簧钢丝强度受原材料钢丝的性能限制较大，55CrSi盘条通过此工艺生产的弹簧钢丝抗拉强度为1660?1910MPa(HRC50?55HRC)之间，对于以前气门弹簧最高扭转应力< 850MPa抗拉强度是足够的。但对于轻量化设计及当前发动机小型化趋势当中，气门弹簧最大扭转应力多900MPa的状态下，当前弹簧钢丝的抗拉强度已经无法满足要求，在使用过程中出现疲劳断裂的风险逐渐加大。
[0006]2、不剥皮处理的弹簧钢丝生产工艺流程:
[0007]原材料一表面处理一拉拔一油淬火一回火处理一探伤一涂油一收卷一检验包装。
[0008]对于此种弹簧工艺，由于工艺设计上考虑了粗规格钢丝的生产，其收线卷筒和工字钢的直径不小于1800mm，故不适用于直径小于5mm的气门弹簧钢丝，一般用于悬架弹簧钢丝的生产当中。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种气门弹簧生产工艺，它能够制造高机械性能的气门弹簧钢丝，满足当前发动机轻量化和小型化的设计对气门弹簧扭转应力的要求。
[0010]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种气门弹簧生产工艺，该工艺的步骤如下:
[0011]a)喷丸:将热乳盘条进行喷丸处理，所述喷丸过程采用0.8mm的铸造钢丸，喷丸时间为2?3分钟；
[0012]b)磨削处理:对喷丸后的热乳盘条进行磨削处理；
[0013]c)铅浴淬火:将磨削处理后的盘条放入熔铅中进行淬火冷却完成组织的转变过程，铅浴淬火后盘条的最终组织为细珠光体；
[0014]d)表面处理:对盘条表面进行酸洗磷化，去除氧化铁皮，使其表面形成磷化膜；
[0015]e)拉拔:采用不同的拉拔模具对盘条进行多次拉拔，盘条经拉拔后得到直径范围为2.6mm?4.5mm的弹黃钢丝；
[0016]f)油淬火:将拉拔后的弹簧钢丝进行油淬火，油淬火温度范围为840?880°C ；
[0017]g)回火处理:对弹簧钢丝进行回火处理，回火的温度范围为401?440°C，回火的时间为25?35分钟；
[0018]h)收卷:对回火后的弹簧钢丝进行收卷处理，制成气门弹簧。
[0019]进一步为了探测磨削处理后盘条表面的点状或者横向裂纹，在所述的步骤b)和步骤c)之间进行涡流探伤，采用贯通式涡流探伤工艺。
[0020]进一步，在所述的步骤e)中，拉拔后的弹簧钢丝截面为圆形或蛋形或方形。
[0021]进一步，在所述的步骤e)和步骤f)之间进行校直工序，所述的校直工序使用3对水平安装的导向轮来完成弹簧钢丝的校直。
[0022]进一步，在所述的校直工序与步骤f)之间进行清洗干燥。
[0023]进一步为了对弹簧钢丝进行全面检测，在所述的步骤g)和步骤h)之间进行涡流探伤，所述涡流探伤采用贯通式与旋转式复合检验工艺，探伤精度为0.04mm，探伤深度^ lmm0
[0024]进一步为了防锈，在所述的步骤h)中，对收卷后的弹簧钢丝进行上油处理、包装入库。
[0025]采用了上述技术方案后，本发明能够制造出一种高机械性能的气门弹簧，满足当前发动机轻量化和小型化的设计对气门弹簧扭转应力的要求；本发明采用喷丸工艺去除表面氧化皮，更加高效快捷，且无酸洗后废液需要处理的问题，减少了设备的投入；本发明能够识别出弹簧钢丝生产过程中的缺陷，避免弹簧钢丝的缺陷造成气门弹簧在使用过程中失效，而且减少了盘条量的浪费，降低了生产成本；另外，本发明还避免了换型时切换剥皮模具，从而提高了弹簧钢丝的生产效率。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的工艺流程不意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0028]实施例一:
[0029]如图1所示，一种气门弹簧生产工艺，该工艺的步骤如下:
[0030]a)喷丸:将55CrSiA热乳盘条进行喷丸处理，所述喷丸过程采用0.8mm的铸造钢丸，喷丸时间为2?3分钟；
[0031]b)磨削处理:对喷丸后的热乳盘条进行磨削处理；
[0032]c)铅浴淬火:将磨削处理后的盘条放入熔铅中进行淬火冷却完成组织的转变过程，铅浴淬火后盘条的最终组织为细珠光体；
[0033]d)表面处理:对盘条表面进行酸洗磷化，去除氧化铁皮，使其表面形成磷化膜；
[0034]e)拉拔:采用不同的拉拔模具对盘条进行多次拉拔，盘条经拉拔后得到直径范围为2.6mm?4.5mm的弹黃钢丝；
[0035]f)油淬火:将拉拔后的弹簧钢丝进行油淬火，油淬火温度范围为840?880°C ；
[0036]g)回火处理:对弹簧钢丝进行回火处理，回火的温度范围为401?440°C，回火的时间为25?35分钟；
[0037]h)收卷:对回火后的弹簧钢丝进行收卷处理，制成气门弹簧。
[0038]如图1所示，在所述的步骤b)和步骤c)之间进行涡流探伤，采用贯通式涡流探伤工艺，探测磨削处理后盘条表面的点状或者横向裂纹。
[0039]如图1所示，在所述的步骤e)和步骤f)之间进行校直工序，所述的校直工序使用3对水平安装的导向轮来完成弹簧钢丝的校直。
[0040]如图1所示，在所述的校直工序与步骤f)之间进行清洗干燥。
[0041]如图1所示，在所述的步骤g)和步骤h)之间进行涡流探伤，所述涡流探伤采用贯通式与旋转式复合检验工艺，探伤精度为0.04_，探伤深度< 1_。
[0042]通过传统的淬火与回火工艺制造的直径在3.20?3.50mm气门弹簧钢丝55CrSiA(VDCrSi)，其抗拉强度值为1860?2010MPa，材料硬度值范围50?55HRC，断面收缩率多45%，可应用于最大扭应力< 850MPa，气门全开和预紧位置最大应力幅值差彡440MPa的气门弹簧中；而通过本发明的工艺实施后的55CrSiA热乳盘条，在拉拔后油淬回火前，3.20?3.50mm的55CrSi弹簧钢丝的抗拉强度达到1400?1600MPa，油淬回火后抗拉强度值可达到1910?2110MPa(54?57HRC)，断面收缩率实测值彡49%，可应用于最大扭应力< 900MPa，气门全开和预紧位置最大应力幅值差<