一種高強度高韌性壓縮彈簧及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度高韌性的壓縮彈簧及其制備方法，所述彈簧鋼由以下重量份的元素組成:C 0.45?0.75％，Mn 0.9?1.3％，Si0.76?1.3％，Zr4.2?5％，Mo 0.31?0.4％，B 0.0031?0.0049％，W 0.05?0.2％，Nb 0.005?0.008％，RE 0.12?0.18％，其余為Fe和不可避免的雜質，本發明通過合理調節各元素的比例，改善了彈簧的加工性能，使彈簧的強度提高了10?12％、壽命提高了15?18％，適合正在負載情況下的正常工作，且制備工藝流程少，消耗時間短。
【專利說明】
一種高強度高韌性壓縮彈簧及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及彈簧加工技術領域，具體涉及一種高強度高韌性壓縮彈簧及其制備方法。【背景技術】
[0002]彈簧是機械和電子行業中廣泛使用的一種彈性元件，彈簧在受載時能產生較大的彈性變形，把機械功或動能轉化為變形能，而卸載后彈簧的變形消失并回復原狀，將變形能轉化為機械功或動能。在汽車行駛過程中，彈簧承受高頻往復壓縮運動，起著緩沖和減震作用，其質量好壞，對車輛平穩性、安全性起著至關重要的作用，此外，彈簧還擔負起傳遞所有各向的力和力矩，決定車輪運動的軌跡，起導向的作用，因此，應具有高強度、高韌性以及優良的淬透性。現有用于車輛彈簧生產的鋼材料無法滿足高強度彈簧的生產需求，而高強度彈簧鋼對表面缺陷極度敏感，容易在腐蝕性氣體環境下出現氫脆而斷裂，壽命較短。
【發明內容】

[0003]針對現有技術的不足，本發明提供了一種具有高強度、高韌性的壓縮彈簧。
[0004]為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現:
[0005]—種高強度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成:(:0.45-0.75%^110.9-1.3%,Si 0.76-1.3%,Zr 4.2-5%,Mo 0.31-0.4%,B 0.0031-0.0049% ,W0.05-0.2% ,Nb 0.005-0.008%，RE 0.12-0.18%，其余為Fe和不可避免的雜質。
[0006]優選的，所述高強度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成:C 0.55-0.65%，Mn 0.98-1.25%,Si 0.88-1.28%,Zr 4.5-4.8%,Mo 0.33-0.38%,B 0.0031-0.0049 % ,ff 0.05-0.2%，Nb 0.005-0.008%，RE 0.12-0.18%，其余為Fe和不可避免的雜質。
[0007]優選的，RE 為稀土元素 La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y 的一種或多種。
[0008]所述高韌性高韌性壓縮彈簧的制備方法，包括以下步驟:
[0009](1)卷制:按配比生產出彈簧鋼絲，并將彈簧鋼絲卷制成彈簧；
[0010](2)淬火:將彈簧置于加熱爐中加熱至951-960°c保溫30分鐘，再將彈簧置于鹽浴中保溫20分鐘；
[0011](3)中溫回火:將彈簧在460-470°C回火1小時；
[0012]⑷組合噴丸；
[0013](5)預壓；[〇〇14](6)表面防腐:將彈簧鍍鋅、鈍化。[〇〇15]本發明的有益效果，本發明中RE為未分離的混合稀土，它價格便宜，能提高彈簧的沖擊韌性、抗氧化性和抗腐蝕性且有良好的脫氧去硫作用;Nb能提高彈簧的屈服強度和沖擊韌性，可以固定彈簧中的碳，；W能緩解碳化物的聚集，保持較高的高溫強度，還可以增加淬透性和硬度;B主要增加彈簧的淬透性;Si能提高彈簧的彈性極限、屈服強度和屈服比，以及疲勞強度和疲勞比；噴丸時先用較大直徑丸球去除殘余壓應力，再使用小球丸對表面光潔度進行修復，預壓能避免彈簧在使用出現塑性變形，最后對彈簧進行表面處理，減緩彈簧的腐蝕，從而大大提高了彈簧的使用壽命;本發明通過合理調節各元素的比例，改善了彈簧的加工性能，使彈簧的強度提高了 10-12%、壽命提高了 12倍，適合負載情況下的正常工作，制備工藝流程少，消耗時間短。
【具體實施方式】
[0016]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0017]實施例1:
[0018]一種高強度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成，C 0.45%,Mn 0.98%,Si1.28% ,Zr 4.5% ,Mo 0.38% ,B 0.0031 % ,W0.1 % ,Nb 0.008% ,RE 0.16%，其余為Fe和不可避免的雜質。
[0019]所述高韌性高韌性壓縮彈簧的制備方法，包括以下步驟:
[0020](I)按配比生產出彈簧鋼絲，并將彈簧鋼絲卷制成彈簧；
[0021](2)淬火:將彈簧置于加熱爐中加熱至950-960°C保溫15分鐘，再將彈簧置于鹽浴中停留4分鐘，取出空冷；
[0022](3)中溫回火:將彈簧在460_470°C回火25分鐘；
[0023](4)噴丸；
[0024](5)預壓；
[0025 ] (6)表面防腐:將彈簧鍍鋅、鈍化。
[0026]實施例2:
[0027]一種高強度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成，C 0.55%，Mn 1.25%,Si
0.88% ,Zr 5% ,Mo 0.33% ,B 0.0049% ,W 0.2% ,Nb 0.007% ,RE 0.18%，其余為Fe和不可避免的雜質。
[0028]高韌性彈簧的制備方法同實施例1。
[0029]實施例3:
[0030]一種高強度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成，C 0.65%,Mn 1.3%，Si1.3%,Zr 4.2% ,Mo 0.31% ,B 0.0041% ,W 0.15%,Nb 0.006% ,RE 0.12%，其余為 Fe 和不可避免的雜質。
[0031 ]高韌性彈簧的制備方法同實施例1。
[0032]實施例4:
[0033]一種高強度、高韌性彈簧，由以下重量份的元素組成，C 0.75%,Mn 0.9%，Si
0.76% ,Zr 4.8% ,Mo 0.4% ,B 0.00351% ,W0.05% ,Nb 0.005% ,RE 0.14%，其余為Fe和不可避免的雜質。
[0034]高韌性彈簧的制備方法同實施例1。
[0035]綜上，本發明實施例具有如下有益效果:本發明通過合理調節各元素的比例，改善了彈簧的加工性能，使彈簧的強度提高了 10-12%、壽命提高了 15-18%，適合正在負載情況下的正常工作，且制備工藝流程少，消耗時間短。
[0036]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0037]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種高強度高韌性壓縮彈簧，其特征在于，由以下重量份的元素組成:C 0.45-0.75% ,Mn 0.96-1.15% ,Si 0.81-1.19% ,Zr 4.2-5% ,Mo 0.31-0.4% ,B 0.0031-0.0049%，W 0.05-0.2%，混合稀土元素0.005-0.15%，其余為Fe和不可避免的雜質。2.如權利要求1所述的高強度高韌性壓縮彈簧，其特征在于，由以下重量份的元素組成:C 0.55-0.65% ,Mn 0.98-1.25% ,Si 0.88-1.28% ,Zr 4.5-4.8% ,Mo 0.33-0.38% ,B0.0031-0.0049%,W 0.05-0.2%,Nb 0.005-0.008% ,RE 0.12-0.18%，其余為 Fe 和不可避免的雜質。3.如權利要求1所述的一種高強度高韌性壓縮彈簧，其特征在于，所述RE為稀土元素1^、06、？1'、副、？111、3111411、6(1、1'13、07、!10 41'、1'111、￥13、1^1、3(3、￥的一種或多種。4.如權利要求1-3任一所述的高強度高韌性壓縮彈簧的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)卷制:按配比生產出彈簧鋼絲，并將彈簧鋼絲卷制成彈簧； (2)淬火:將彈簧置于加熱爐中加熱至951-960°C保溫30分鐘，再將彈簧置于鹽浴中冷卻至200 °C保溫20分鐘； (3)中溫回火:將彈簧在360-3800C回火25分鐘； (4)組合噴丸； (5)預壓; (6)表面防腐:將彈簧鍍鋅、鈍化。
【文檔編號】C21D1/18GK105970096SQ201610530435
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】余昌國, 余志強
【申請人】安徽紅橋金屬制造有限公司