1, Tempra+rinvenimento: processo di rafforzamento di base
Principio tecnico
L'estinzione si ottiene riscaldando l'acciaio per molle a una temperatura critica (AC3 o AC1 o superiore) per formare austenite, seguito da un rapido raffreddamento (tempra in acqua o tempra in olio) per ottenere la struttura martensitica, ottenendo elevata durezza e resistenza. Il rinvenimento viene effettuato a temperature inferiori a AC1 per eliminare lo stress da tempra e regolare la tenacità, formando una struttura martensite rinvenuta.
parametri di processo
Temperatura di raffreddamento: acciaio per molle con contenuto di carbonio<0.8% (such as 65Mn) uses AC3+30-50 ℃ (about 840-860 ℃), while steel with carbon content ≥ 0.8% (such as 50CrVA) uses AC1+30-50 ℃ (about 780-800 ℃).
Mezzo di raffreddamento: per molle-di diametro piccolo (<3mm), oil quenching is preferred to reduce the risk of cracking, while for large-diameter springs, water quenching can be used to improve hardenability.
Temperatura di rinvenimento: le molle degli elettrodomestici sono comunemente temprate a temperature medie (350~500 gradi), bilanciando elasticità e resistenza agli urti. Ad esempio, la temperatura di rinvenimento delle molle di compressione del frigorifero è solitamente impostata a 420-450 gradi per bilanciare rigidità e durata.
Scenari applicativi
Adatto per scenari come le molle dei compressori dell'aria condizionata e le molle delle cerniere delle porte dei forni a microonde che richiedono vibrazioni ad alta-frequenza e carichi moderati. Una certa azienda di elettrodomestici ha aumentato la durata a fatica della molla del compressore dell'aria condizionata da 100.000 a 250.000 cicli e ha ridotto il tasso di guasto del 60% ottimizzando la temperatura e il tempo di rinvenimento.
2, Tempra isotermica: controllo della deformazione ed equilibrio tra resistenza e tenacità
Principio tecnico
La tempra isotermica riscalda la sorgente per austenitizzare, la raffredda rapidamente nella zona di trasformazione della bainite (250-400 gradi) e la mantiene calda per ottenere la struttura inferiore della bainite. Questo processo può ridurre significativamente la deformazione da tempra migliorando al tempo stesso resistenza e tenacità.
Vantaggio del processo
Stabilità dimensionale: rispetto alla tempra tradizionale, il tasso di restringimento del diametro delle molle di tempra isotermiche è ridotto di oltre il 50%, rendendole adatte per componenti con elevati requisiti di precisione dimensionale come le molle degli anelli di bilanciamento nei secchi di disidratazione delle lavatrici.
Prestazioni complete: la struttura inferiore in bainite ha sia un'elevata resistenza (resistenza alla trazione maggiore o uguale a 1600 MPa) che una buona tenacità (allungamento alla rottura maggiore o uguale all'8%), in grado di soddisfare i complessi requisiti di sollecitazione della molla di sospensione dell'aspirapolvere robot.
Analisi del caso
Una certa marca di robot spazzatori adotta un processo di tempra isotermico per trattare la molla di sospensione, che garantisce che la deviazione dell'altezza libera della molla sia inferiore o uguale a 0,5 mm, migliorando al contempo la resistenza alla fatica del 30%, risolvendo efficacemente il problema del cedimento della molla quando il robot supera gli ostacoli.
3, trattamento termomeccanico: rafforzamento della deformazione sinergica e rafforzamento della trasformazione di fase
percorso tecnico
Il trattamento termomeccanico combina la deformazione (laminazione, stiramento) con il trattamento termico per ottenere un affinamento del grano e aumentare la densità delle dislocazioni. Il trattamento termomeccanico ad alta temperatura (tempra dopo deformazione al di sopra della temperatura di ricristallizzazione dell'austenite) può ottenere una struttura a grana ultrafine, migliorando significativamente resistenza e tenacità.
Implementazione del processo
Predeformazione: al filo di acciaio per molle viene applicata una deformazione per trafilatura a freddo del 5%~15% e viene introdotto l'incrudimento.
Austenitizzazione: riscaldamento a 900~950 gradi per austenitizzare completamente la struttura.
Raffreddamento rapido: l'olio viene raffreddato a temperatura ambiente per formare martensite.
Rinvenimento a media temperatura: rinvenimento a 450-500 gradi per ottenere martensite rinvenuta.
miglioramento delle prestazioni
La molla di torsione della piastra di guida dell'aria condizionata, che è stata sottoposta a trattamento termomeccanico, ha un carico di snervamento aumentato da 1200 MPa a 1500 MPa e un angolo di torsione aumentato da 45 gradi a 60 gradi. Mantiene inoltre una buona elasticità in un ambiente a bassa temperatura di -10 gradi.
4, Trattamento rilassante: rilascio dello stress da alta-temperatura e mantenimento della precisione
Contesto tecnico
Le molle degli elettrodomestici sono soggette a rilassamento da stress e a deformazione permanente in caso di carico a lungo-termine o in ambienti ad alta temperatura (come le molle per il controllo della temperatura del forno). Il trattamento di rilassamento elimina lo stress residuo e stabilizza la struttura attraverso il precarico e l'isolamento ad alta-temperatura.
flusso del processo
Precarico: applicare alla molla una pressione statica o una coppia pari a 1,2-1,5 volte il carico di lavoro per 10-30 minuti.
Isolamento ad alta temperatura: mantenere a una temperatura di 20 gradi superiore alla temperatura di esercizio (ad esempio 250 gradi per il trattamento delle molle del forno) per 8-24 ore.
Raffreddamento lento: raffreddare con il forno a temperatura ambiente per evitare l'impatto dello stress termico.
verifica degli effetti
Dopo aver adottato il processo di trattamento di rilassamento, una certa azienda di forni ha ridotto la deformazione permanente della molla di controllo della temperatura da 0,8 mm a 0,2 mm dopo aver lavorato per 1000 ore in un ambiente a 200 gradi e ha migliorato la precisione del controllo della temperatura di 2 gradi.
5, trattamento superficiale: doppio miglioramento della resistenza all'usura e della resistenza alla corrosione
nitrurazione
Ad una temperatura di 500-580 gradi, la molla viene posta in un mezzo contenente azoto- (come l'ammoniaca) e sulla superficie si forma uno strato di composti ε - Fe2-3N e '- Fe4N, con una durezza di 1000-1200 HV e un aumento della resistenza all'usura di 3-5 volte. Adatto per componenti di attrito ad alta frequenza come le molle dei bracci irroratori delle lavastoviglie.
Rinforzo tramite pallinatura
Colpendo la superficie della molla con pallini di acciaio ad alta-rapidità e introducendo uno strato di sollecitazione di compressione residua (profondità 0,1~0,3 mm), il limite di fatica può essere aumentato del 30%~50%. Dopo aver utilizzato la tecnologia di pallinatura per trattare la molla della guarnizione della porta di una certa azienda di frigoriferi, la durata di apertura e chiusura è stata estesa da 50.000 a 120.000 volte.
6, Punti chiave della selezione del processo e del controllo di qualità
Principio di abbinamento dei processi
Molle di diametro sottile (<3mm): Prefer isothermal quenching or lead bath isothermal quenching to reduce deformation.
Molla a diametro grosso (maggiore o uguale a 10 mm): adozione del processo di formatura a caldo+tempra e rinvenimento per garantire una microstruttura uniforme.
Molla in ambiente ad alta temperatura: è necessario effettuare un trattamento di rilassamento per prevenire il fallimento del rilassamento da stress.
Parametri chiave di controllo
Temperatura di riscaldamento: la deviazione della temperatura di tempra dell'acciaio 65Mn deve essere controllata entro ± 10 gradi per evitare l'ingrossamento del grano.
Velocità di raffreddamento: la velocità di raffreddamento dell'olio deve essere maggiore o uguale a 50 gradi/s per garantire la completa trasformazione martensitica.
Uniformità del rinvenimento: il rinvenimento viene effettuato in un forno protetto da azoto con un intervallo di fluttuazione della temperatura inferiore o uguale a ± 5 gradi.
Misure di prevenzione dei difetti
Controllo della decarbonizzazione: il disossidante CS2 viene aggiunto durante il riscaldamento nel forno a bagno di sale e il potenziale di carbonio è controllato allo 0,8% ~ 1,0%.
Prevenzione delle crepe: rinvenimento immediato dopo la tempra, con un intervallo inferiore o uguale a 30 minuti.
Precisione dimensionale: Per l'installazione del forno vengono utilizzati dispositivi speciali per evitare deformazioni di flessione causate dal peso della molla.