弹簧钢的热处理工艺

弹簧钢全名叫滚动弹簧钢，具有高的抗压强度与疲劳极限，高硬度，高耐磨性及一定韧性，淬透性好，对硫和磷控制极严，是一种高级优质钢。使用的弹簧钢大部分都是日本进口的材料，也有一部分采用了国内开发的与日本钢材的成分一致，加工工艺相似的弹簧钢，钢种为SUJ2。

        SUJ2弹簧钢的制作方法：钢厂采用真空脱气的冶炼方式，连续铸造成钢棒（或模铸），锻压成型比6以上，钢材热轧后进行球化退火，再进行冷拔加工；然后，按照规定的各种技术条件供货（如：非金属夹杂物、脱碳层深度、尺寸公差、形状、外观、硬度、组织等指标）。

        弹簧钢棒料经过旋削加工一次成型后，就进入我公司前道的热处理工序。

        在进入热处理工序前，让我们先来了解一下什么是退火？什么是淬火？什么是回火？为什么要进行各种不同的过程？   

    1、 退火：退火是生产中常用的预备热处理工艺，是把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。其目的是消除或减少铸、锻及焊件的内应力与化学成分的组织不均匀性；能改善和调整钢的机械性能及工艺性能，为我们的旋削加工工序作好组织准备（简单的说：降低硬度，便于加工，为淬火做准备）。而我们所使用的钢材实际上在钢厂就进行“球化退火"处理（加热到750－770度，保温一定时间，在缓慢冷却到600度以下空冷）。钢的退火工艺种类颇多，有*退火、不*退火、等温退火、球化退火和扩散退火等；也有再结晶退火、去应力和去氢退火等；这里不作介绍了。  

    2、 淬火与回火：弹簧钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。淬火能显著提高钢的强度和硬度。如果再配以不同温度的回火，即可消除（或减轻）淬火内应力，又能得到强度、硬度和韧性的配合，满足不同的要求。所以，淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。

    （1） 淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于临界冷却速度（Vc）冷却，以得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。

    （2） 回火是将淬火钢加热至A1点以下某一温度保温一定时间后，以适当方式冷到室温的热处理工艺。它是紧接淬火的下道热处理工序，同时决定了钢在使用状态下的组织和性能，关系着工件的使用寿命，故是关键工序。     

        我们了解了一些热处理工艺方面的基本知识后，看看我们滚动球弹簧的热处理工艺：

        真空淬火：其最大特点是无氧化、不变形、无开裂，对于我公司生产的精密弹簧，一开始就采用了真空热处理工艺。不论是日本的真空炉和国产的真空炉均有冷、热两个真空室（热室的真空度控制在2.0Pa以下、冷室在9.3Pa以下），弹簧钢的加热过程按照工艺规定的曲线（温度和时间）进行逐级升温，最高升至840±10℃；然而，通过冷却介质进行油冷或气冷，油温控制在60－80℃，最高不超过100－120℃。     

        油回火：根据弹簧套圈的特性，我们采用了低温油回火，温度控制在180±10℃。其主要目的降低淬火后的内应力和脆性，稳定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用时崩裂或过早损坏。硬度HRC：60－64。  

        同样，对于不锈钢的弹簧产品，也必须经过这样的热处理工艺，当然淬火的曲线（温度和时间）有所不同，温度更高（1040±10℃），时间相对也长。而且在分级淬火后半个小时内还要进行深冷处理（前面对此已经作过论述），其主要作用是减少组织中的残余奥氏体，稳定组织，提高套圈精度的稳定性。但是，在深冷处理时也要控制奥氏体的含量不能过少，因为一定量残余奥氏体有利于弹簧寿命的提高。因此，今后我公司生产的所有精密弹簧都应该进行深冷处理。