60Si2Mn弹簧热处理新工艺探讨

60Si2Mn弹簧热处理新工艺探讨

材料热处理技术Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ

Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ

２００８年９月

６０Ｓｉ２Ｍｎ弹簧热处理新工艺探讨

缪华

（湖南工程学院机械工程系，湖南湘潭４１１１０１）

摘要：通过实验和分析６０Ｓｉ２Ｍｎ板簧钢常规热处理（淬火＋中温回火）参数，尝试了６０Ｓｉ２Ｍｎ板簧钢新热处理工艺．即快速加热和短时保温。结果表明：快速加热是一种高效、优质、低耗的热处理新工艺；同时，针对６０Ｓｉ２Ｍｎ板簧钢在热处理过程中的表面氧化、脱碳现象，采取木炭包埋保护，减少其在加热和保温过程中的脱碳倾向．对提高弹簧表面硬度效果明显。

关键词：６０Ｓｉ２Ｍｎ板弹簧钢；热处理工艺；脱碳中图分类号：ＴＧｌ６２．７４

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１—３８１４（２００８）１８．００７２—０２

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板簧在汽车行驶过程中。除了承受车厢及载物的重量（静载荷）外，还要承受因路面不平引起的冲击载荷，并因此造成单向循环弯曲应力。板簧的主要失效方式是疲劳断裂和产生永久塑性变形。因此．板簧材料应具有高的弹性极限和屈强比、良好的强韧性和良好的表面质量。弹簧钢在淬火加热过程中，与周围加热介质相互作用往往会产生氧化和脱碳缺陷而降低表面硬度和强度，故减少弹簧钢在淬火过程中的脱碳、氧化是必须的。而６０Ｓｉ２Ｍｎ弹簧钢脱碳倾向明显，即使轻微脱碳，对疲劳抗力也有明显损害【”。

要减少氧化、脱碳现象，控制好炉中的氧化性气氛是关键［２－５１。脱碳取决于炉气介质和钢中碳含量的相对高低，这就需要控制炉内气氛的碳势，即控制炉气成分和钢中的含碳量保持平衡。故采用控制气氛加热、使气氛中的碳势和钢中的含碳量相

同是防止脱碳的根本办法。在空气介质中加热时。防止脱碳和氧化最简单且有效的方法有：在炉子升温加热时向炉内加入无水分的木炭、盐浴炉加热、铸铁屑覆盖工件表面等［６１。这些方法为选择热处理新工艺指明了方向。本文主要采用将工件置于木炭中包埋加热和快速加热短时保温的方法。

１实验方案及过程

１．１快速加热、短时保温

采用氧气一乙炔火焰，以大于１００℃／ｓ的速度加热．大约经过１０Ｓ，６０Ｓｉ２Ｍｎ板簧钢迅速加热成桔红色．大约１０００℃时迅速放人油中冷却至室温，然后进行４２０℃×１ｈ回火。

１．２木炭包埋加热和无保护加热

先将炉温升至９１０℃，然后将试样埋在盒子里的木炭中．注意试样下面必须垫一层木炭，不可直接与盒子底部接触，同时试样上面也必须完全

收稿日期：２００８．０４．０７

作者简介：缪华（１９５３一），男，浙江定海人，副教授；

电话：０７３２８６８８５２１：Ｅ ｍａｉｌ：ｗａｒ８９１２３０＠１６３．ｃｏｒｎ

掩埋在木炭中，且要有一定深度，装好后推人加热炉中，保温１５ｍｉｎ后迅速取出油淬，再进行４２０℃ｘｌｈ回火；另一个试样直接放在电阻炉中加热。冷

Ｈｏｔ

７２

Ｗｏｒｋｉｎｇ

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

２００８，Ｖ０１．３７，Ｎｏ．１８

万方数据　

60Si2Mn弹簧热处理新工艺探讨

下半月出版Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ

Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｊ材料热处理技术

却方式同前。

说明，本实验采用木炭包埋热处理这种防止脱碳２实验结果及分析

的防护措施是非常有效的．利用ＨＸＤ一１０００ＴＭＢ视屏显示自动转塔显微硬度计测量硬度。设置载图１为三个试样经不同方式加热后油淬并回荷１０００９，保持时间１５Ｓ；在６０Ｓｉ２Ｍｎ板簧钢脱碳火后的宏观照片。其中仅仅是加热时间、防止脱碳试样上由表层往心部测试１０个点．测得维氏硬措施有所不同。图１（ａ）采用木炭包埋进行加热，基度。从图２的数据可以发现．由表层边缘往心部硬本无脱碳现象：而无保护措施的试样热处理后宏度值逐渐增大。从２０３Ｈｖ到３４６ＨＶ。其硬度压痕观脱碳情况明显，从图１（ａ）到图１（ｃ），其脱碳情况由大到小，如图３所示。到心部区域后硬度值基本明显地由轻到重。可见。如果采用比较合适又经济趋于稳定。脱碳后试样从脱碳最严重的表层到基的防脱碳措施．６０Ｓｉ２Ｍｎ板簧钢热处理表面质量本没脱碳的心部区域，硬度值从低到高．可以间接会得到可靠的保证．尤其是能保证弹簧在长期的说明脱碳后试样从表到里ｆ指硬度稳定区域）碳含

振动和交变应力作用下有高的疲劳极限。同时也

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（ａ）木炭包埋（ｂ）快速加热短时保温（ｃ）宅气炉中加热

图１不同加热工艺处理后试样的宏观照片

距表面距离／ｍｍＦｉｇ．１

Ｍａｃｒｏｓｃｏｐｙｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎａｆｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

图２显微硬度分布曲线

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