大直径弹簧采用高频淬火机进行热处理的工艺分析

大直径弹簧采用热卷而成，作为大型阀门用弹簧，在工作过程中要承受反复的伸长和压缩等，故其应具有优良的弹性和疲劳强度等，弹簧的失效形式主要是疲劳断裂和应力松弛，而约有90%以上的弹簧都是由于疲劳断裂而失效的。根据其服役条件来看，必须选用淬透性好、变形小而力学性能佳的50CrVA弹簧钢，经高频淬火机进行淬火＋中温回火后，完全可以满足其工作需要。今天，小编就给大家说一下其高频热处理工艺。

 (1)热处理工艺

a.卷制前弹簧采用磨光料，弹簧的加热是采用高频淬火机进行的，具有加热时间短、奥氏体晶粒细等特点，由于奥氏体晶粒较细，增加了材料体内组织晶粒数和晶界面积，降低了应力集中和提高了位错运动的阻力。加热温度为(900±10)℃，此时利用材料的高温强度低、塑性好等特点，使卷制容易进行，但加热温度不宜过高或保温时间过长，否则会产生材料的过热或表面的氧化脱碳，甚至造成过烧而报废。

b.淬火＋中温回火。在高频淬火机上进行加热，加热温度为850-880℃，保温系数按1.5min/mm进行计算，以透烧为准，冷却介质对弹簧的硬度和性能有重要的影响，选择油冷则可满足其工艺要求。

c、回火也是采用高频淬火机进行，根据硬度、垂直度和间隙的要求，采用专用的回火夹具，将其固定并正确放置，加热温度为400-440℃，保温结束后水冷。一般弹簧的回火温度一般在400-500℃，回火后可获得较高的疲劳强度。

(2)弹簧的热处理工艺分析与实施要点

①由于50CrVA钢的合金元素多，使钢的淬透性得到了改善，铬是强烈的碳化元素，它们的碳化物存在于晶界附近，故能有效地阻止晶粒的长大，因此适当提高淬火温度和延长保温时间不致引起晶粒的长大。

②在热卷弹簧的加热过程中，应当注意表面脱碳与淬火加热温度和时间的关系，实践表明淬火温度高和加热时间长，均造成脱碳的加剧。因此采用高频淬火机进行加热时，应严格控制其工艺参数，另外也可采用涂料或装箱保护加热，来减少其表面的氧化和脱碳。有文献介绍弹簧的表面脱碳降低其使用寿命，而且容易成为疲劳裂纹源。

③弹簧的中温回火是为了获得要求的组织性能，考虑到50CrVA钢是产生第二次回火脆性的材料，因此回火结束后必须快冷(油冷或水冷)，可防止回火脆性(造成其冲击韧性的降低)，又能在表面造成残余压应力，有利于提高疲劳强度，通常采用水冷而不进行油冷。回火后的组织为回火托氏体，硬度在40-46HRC，它具有良好的弹性和足够的强度及韧性。另外回火时间过短，不能获得均匀的组织和性能，时间过长则对于性能的改善不大，因此应进行工艺试验来确定合理的时间。

热处理工艺的好坏直接影响着工件的热处理质量，因此，选择合适的热处理工艺是非常重要的。许多厂家采用上述工艺进行热处理，生产出来的工件质量良好，满足了其工作需要。