弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法

摘要

本发明涉及一种弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法，工序如下：选材→下料→卷制加热→卷制成型→平台整形→淬火(水)→时效处理→粗磨→立定处理→表面处理→精磨→性能检验→探伤。本加工方法操作简单，成本低，可以解决钢弹簧限制1～4个工作参数不变时，减轻重量30％～40％，提高耐腐蚀性等难题。

权利要求

1.弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法，其特征是，包括如下步骤：a、选材，选用直径43mm材质为高强度β钛合金TB6的热轧固溶处理后的棒材；

b、下料，利用4240带锯确定长度，长度确定为3010mm或3015mm或3020mm或3025mm或

3030mm，并修磨切割面；

c、卷制加热，加热温度800℃或810℃或830℃，保温时间30min或40min或50min或

60min；

d、卷制成型，芯轴直径195mm，有效圈≥2圈，总圈数≥3.5圈，利用卷簧机一次成型；

e、平台整形，利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀；

f、淬火，将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止；

g、时效处理，时效温度500℃或510℃或520℃或530℃或540℃或550℃，时效时间8h或

9h或10h，然后空冷；

h、粗磨，利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨；

i、立定处理，检验弹簧热处理质量和稳定尺寸；将弹簧放在立式油压机上进行立定处理，强压次数6次；

j、表面处理，去除表面杂质和提供表面残余应力；

k、精磨，保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度，自由高305±2，平面度≤0.5,垂直度≤0.5；

l、性能检验，按设计要求测试弹簧负荷；

m、探伤，用超声波探伤方法对弹簧进行探伤。

2.弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法，其特征是，包括如下步骤：a、选材，选用直径32mm材质为高强度β钛合金TB3的热轧固溶处理后的棒材；

b、下料，长度确定为2810mm或2815mm或2820mm或2825mm或2830mm，利用4240带锯确定长度，并修磨切割面；

c、卷制加热，加热前需对加热炉进行清炉，加热温度750℃或760℃或780℃，保温时间

60min或70min或80min或90min；

d、卷制成型，芯轴直径115mm，工作圈数4.5，总圈数6.0，利用卷簧机一次成型；

e、平台整形，利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀；

f、淬火，将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止；

g、时效处理，时效温度480℃或490℃或500℃或510℃，时效时间10h或11h或12h或13h或14h或15h或16h，然后空冷；

h、粗磨，利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨；

i、立定处理，检验弹簧热处理质量和稳定尺寸，将弹簧放在立式油压机上进行立定处理，强压次数3次；

j、表面处理，去除表面杂质和提供表面残余应力；

k、精磨，保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度，自由高303.3±2，平面度≤0.5,垂直度≤0.5；

l、性能检验，按设计要求测试弹簧负荷；

m、探伤，用超声波探伤方法对弹簧进行探伤。

说明书

弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钛弹簧热加工方法，尤其是一种弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法。

背景技术

[0002] 目前，公知用于制造钛弹簧的材料牌号是TB9和LCB FTB29，而且是用线材制造弹簧，国内用其他牌号β钛合金热卷钛弹簧是空白。国内弹簧钢发展已经遇到瓶颈，在产品应用遇到需减轻重量或提高耐腐蚀难题时，钢弹簧仅能微调结构减重2～3kg，尤其轨道交通领域弹簧已经发展到瓶颈。钢弹簧需保证一定的工作参数不变时，需减重或提高耐蚀性是难以解决的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法，可以解决钢弹簧限制1～4个工作参数不变时，减轻重量30％～40％，提高耐腐蚀性等难题，克服现有技术的不足。

[0004] 本发明的技术方案是：

[0005] 一种弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法，包括如下步骤:

[0006] a、选材，选用直径12～45mm,材质为高强度β钛合金的热轧固溶处理后的棒材；

[0007] b、下料，利用4240带锯确定长度，并修磨切割面；

[0008] c、卷制加热，加热温度700～830℃，保温时间30～120min；加热温度750～850℃,保温时间30～90min；

[0009] d、卷制成型，芯轴直径65～200mm，有效圈≥2圈，总圈数≥3.5圈，利用卷簧机一次成型；

[0010] e、平台整形，利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀；

[0011] f、淬火，将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止；

[0012] g、时效处理，时效温度450～650℃，时效时间8～10h，然后空冷；时效温度400～650℃，时效时间6～20h,然后空冷；

[0013] h、粗磨，利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨；

[0014] i、立定处理，检验弹簧热处理质量和稳定尺寸；

[0015] j、表面处理，去除表面杂质和提供表面残余应力；

[0016] k、精磨，保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度；

[0017] l、性能检验，按设计要求测试弹簧负荷；

[0018] m、探伤，用超声波探伤方法对弹簧进行探伤。

[0019] 弹簧丝直径12～45mm的热卷钛弹簧的加工方法，其中所述步骤a高强度β钛合金为TB3和TB6；步骤c和g需对其加热设备进行清炉处理。

[0020] 本发明的优点是：操作简单，成本低，可以解决钢弹簧限制1～4个工作参数不变时，减轻重量30％～40％，提高耐腐蚀性等难题。

具体实施方式

[0021] 实施例1

[0022] a、选材，选用直径43mm材质为高强度β钛合金的热轧固溶处理后的棒材，其尺寸偏差执行GB/T 2965标准；

[0023] b、下料，下料长度为3000+30mm，其长度确定为3010mm或3015mm或3020mm或3025mm或3030mm，利用4240带锯确定长度，并修磨切割面；

[0024] c、卷制加热，加热前需对加热炉进行清炉，加热温度800℃或810℃或830℃，即在800～830℃之间均可；保温时间30min或40min或50min或60min，即在30～60min之间均可；

[0025] d、卷制成型，芯轴直径195mm，工作圈数2.5，总圈数4.0，利用卷簧机一次完成卷制成型；

[0026] e、平台整形，利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀；

[0027] f、淬火，将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止；

[0028] g、时效处理，时效温度500℃或510℃或520℃或530℃或540℃或550℃，即在500～550℃之间均可；时效时间8h或9h或10h，即在8～10h之间均可,然后空冷；

[0029] h、粗磨，利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨；

[0030] i、立定处理，检验弹簧热处理质量和稳定尺寸，将弹簧放在立式油压机上进行立定处理，强压次数6次；

[0031] k、精磨，保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度，自由高305±2，平面度≤0.5,垂直度≤0.5；

[0032] l、性能检验，按设计要求测试弹簧负荷，同时检验弹簧丝直径，旋向，有效圈数，自由高度等；

[0033] m、探伤，用超声波探伤方法对弹簧进行探伤，探伤级别按GB/T 5193中A级执行。

[0034] 实施例2

[0035] a、选材，选用直径32mm材质为高强度β钛合金的热轧固溶处理后的棒材，其尺寸偏差执行GB/T 2965标准；

[0036] b、下料，下料长度为2800+30mm，其长度确定为2810mm或2815mm或2820mm或2825mm或2830mm，利用4240带锯确定长度，并修磨切割面；

[0037] c、卷制加热，加热前需对加热炉进行清炉，加热温度750℃或760℃或780℃，即在750～780℃之间均可；保温时间60min或70min或80min或90min，即在60～90min之间均可；

[0038] d、卷制成型，芯轴直径115mm，工作圈数4.5，总圈数6.0，利用卷簧机一次完成卷制成型；

[0039] e、平台整形，利用钳子和撬棒保证弹簧间隙均匀；

[0040] f、淬火，将卷制的弹簧置入淬火介质中直至淬透为止；

[0041] g、时效处理，时效温度480℃或490℃或500℃或510℃，即在480～510℃之间均可；时效时间10h或11h或12h或13h或14h或15h或16h，即在10～16h之间均可,然后空冷；

[0042] h、粗磨，利用CNC数控磨簧机对弹簧端部进行粗磨；

[0043] i、立定处理，检验弹簧热处理质量和稳定尺寸，将弹簧放在立式油压机上进行立定处理，强压次数3次；

[0044] k、精磨，保证弹簧的自由高度和平面度、垂直度，自由高303.3±2，平面度≤0.5,垂直度≤0.5；

[0045] l、性能检验，按设计要求测试弹簧负荷，同时检验弹簧丝直径，旋向，有效圈数，自由高度等；

[0046] m、探伤，用超声波探伤方法对弹簧进行探伤，探伤级别按GB/T 5193中A级执行。