彈簧是利用金屬材料彈性變形特性制造的機械零部件,其用途十分廣泛,遍及各個領域,其中關系尤為密切的有汽車,電力設備,鐵路設備,家電及日用五金等制造業。熱卷彈簧的市場和國內機械,電力,冶金等基礎工業的形勢有很大關系,近幾年隨著國內機械工業的發展,電站建設的加快,給熱卷彈簧生產帶來了發展的機遇,尤其是鐵路系統建設和列車的提速給熱卷彈簧帶來巨大的商機,熱卷彈簧市場前景廣闊。由于熱卷彈簧之間鋼絲直徑,彈簧外徑,自由高度和重量相差懸殊,所以難以組織自動化生產,我國熱卷彈簧生產大多只能實現半機械化,手工操作占主要地位。
典型工藝過程如下:落料---端頭加工---加熱---卷簧---淬火---回火---磨端面---壓縮------噴丸---涂裝。
熱卷彈簧的原材料以退火熱軋狀態的60Si2MnA為主,該鋼國內各鋼廠基本都生產,貨源充足,價格和國外同類產品相比也有競爭力。貴單位若有要求也可用其它鋼種,如50CrVA,60Si2Crh,60Si2CrVA,60CrMnBA等,很少使用60CrMnMoh,30W4Cr2VA。若對材料的脫碳及表面有要求,可以使用經過剝皮的材料制造,但經過表面剝皮的材料價格很貴,往往只有在重要場合下使用。近年來使用變截面材料的彈簧也開始出現,但材料價格和制作成本相當高,非特殊情況不易使用。
熱卷彈簧的加熱能源20世紀80年代之前大多是用煤炭或焦碳,90年代后逐漸改為柴油作為能源。也有采用可控硅中頻作為加熱能源,但可控硅采用的是電子管元器件,體積龐大,加熱速度慢,且耗電量大。近年來我公司生產的超音頻加熱電源比中頻省電50
%,加熱速度快,工藝穩定,已被多個廠家采用。
熱卷彈簧的端頭加工,通過軋錐機將已經落好料的棒料兩端進行軋扁,其主要作用是減少彈簧端面的磨削工作量,并且端頭軋扁后棒料尺寸會延長,可以達到節約材料之目的。也有在生產過程中不對端頭進行軋扁處理,待彈簧卷成形后,用氧氣---乙炔焊槍將兩端圈割去多余部分,以減少磨削余量,但這樣會很浪費材料。
熱卷彈簧采取有芯卷繞,節距控制對品種較少,量較大的產品,如鐵路系統的產品可采取靠模。量小品種多的產品,節距都可憑操作工人的經驗控制再進行修正或把彈簧卷成并圈,然后用開檔機開出節距。
彈簧卷成形后熱處理方式有兩種:一種是趁彈簧卷成后表面溫度尚未冷卻之際直接放入油池淬火,它的好處是充分利用余熱,減少兩次加熱,節省能源,并且可以減少再加熱過程中的脫炭。這種方法要求生產過程中的節拍和物流安排的較好,端面磨削余量比較小,否則彈簧經過熱處理后磨削比較費力,鐵路車輛彈簧生產都用此種工藝;另一種方法是彈簧卷好后冷卻至室溫,進行端面磨削和尺寸精校,然后送入爐中再次加熱,這種工藝對節省能源和防止彈簧表面脫碳皆不利,但對彈簧熱卷時的尺寸控制和端面磨削有利一些,零星彈簧的生產大多采用此種方式。
彈簧壓縮的目的是穩定尺寸,減少彈簧使用過程中的變形,設備一般為國產液壓機。出于成本和設備上的考慮,一般熱卷彈簧不把噴丸作為強化手段,往往只把它作為清理彈簧表面的手段。只有用戶對疲勞壽命有要求,且使用剝皮材料制造的彈簧才考慮用噴丸強化,以改善彈簧表面應力狀態。
對于長期處于壓縮狀態下的儲能彈簧,由于使用中釋放能量的特殊性,所以必須從選材上給予保證,另外,彈簧采用噴丸和靜壓處理以保證其穩定性。
熱卷彈簧的表面處理通常是涂裝黑色油漆,彈簧超過一定重量時一般不用噴塑涂裝,當彈簧的表面處理要求較高時采用電泳涂裝,但成本較高。
彈簧探傷一般用剝皮材料制造的彈簧用戶才會提出探傷要求。
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