毛歡

摘 要：為消除65Si2MnWA彈簧鋼絲在冷成形繞制后的冷作硬化內(nèi)應力及彎鉤時產(chǎn)生裂紋的風險，通過在繞制后制定合理的消除應力回火溫度，安排繞后消除應力回火工序，以消除彈簧鋼絲在繞制時產(chǎn)生的內(nèi)應力，穩(wěn)定彈簧的形狀尺寸，從而避免了彈簧鋼絲在彎鉤時產(chǎn)生裂紋，造成零件的報廢;較大、集中的內(nèi)應力的存在還可使彈簧鋼絲零件的形狀尺寸發(fā)生變化，這樣一來會使后續(xù)零件的淬火、回火產(chǎn)生更大的變形量，最終也會造成零件的成批報廢。

關(guān)鍵詞：65Si2MnWA鋼絲;內(nèi)應力;形狀尺寸

彈簧是一類具有特殊功能的航空零件，具有較好的塑性和韌性及高的彈性極限等特點，[1]彈簧加工由車、鉗、熱、表處理等工序組成，工序間尺寸不易協(xié)調(diào)，過程控制較難。首先必須消除彈簧鋼絲繞制后由于冷作硬化產(chǎn)生的較大內(nèi)應力，穩(wěn)定其外形尺寸，從而避免彈簧鋼絲在彎鉤時產(chǎn)生裂紋，造成零件的報廢;為了解決上述問題，本文基于65Si2MnWA彈簧鋼絲繞制后在不同消除應力回火溫度下對彈簧鋼絲最終性能的影響比較，得出最優(yōu)的65Si2MnWA彈簧鋼絲繞制后的消除應力回火溫度。

1 彈簧試驗件概況

首先繞制直徑為d=1.2、d=2.5、d=4.5三種具有代表性規(guī)格的常用彈簧零件作為試驗件。每種規(guī)格的試驗件制作12件，拉伸試料12根，試料規(guī)格直徑同試驗件，長度L=200mm，彈簧零件見下圖所示。

2 研究過程及方法

2.1 試驗件加工流程

原材料檢查——繞制彈簧——消除應力回火——鉗工彎鉤——磁力探傷——淬火——回火——拉伸試驗——外觀尺寸檢查。

2.2 試驗件分類

每種規(guī)格直徑的試驗件分四組，前三組在繞制后以三種不同的溫度消除應力回火、鉗工彎鉤，第四組作為對比試驗，繞制后不做消除應力回火直接進行鉗工彎鉤。

2.3 熱處理試驗方案

去應力回火溫度越高則消除殘余應力的效果越好，但溫度太高會降低材料原有的強度性能反而會有損于彈簧的性能。[2]依據(jù)彈簧鋼絲65Si2MnWA常用回火溫度430℃-460℃，每組繞制后的消除應力回火溫度320℃、360℃、400℃，同時對彎鉤后的四組試驗件進行后續(xù)的鹽浴爐淬火+空氣爐回火工序，繼續(xù)驗證繞制后消除應力回火對外形尺寸、拉伸強度的影響。

2.4 試驗結(jié)果

每種規(guī)格的試驗件繞制后回火與不回火進行加工后的對比試驗數(shù)據(jù)見右表。

3 結(jié)果與討論

3.1 彈簧鋼絲繞制后消應力的必要性

65Si2MnWA彈簧鋼絲繞制后不進行消除應力回火直接鉗工彎鉤、淬火、回火后的試驗件存在外形尺寸、外徑超差，耳鉤的垂直度和平行度不能保證等諸多不合格因素，所以65Si2MnWA彈簧鋼絲繞制后必須進行消除應力回火。

65Si2MnWA彈簧鋼絲繞制后進行消除應力回火，再鉗工彎鉤、淬火、回火的試驗件外形尺寸穩(wěn)定，試驗件的耳鉤、外徑等各項參數(shù)均符合技術(shù)條件要求。

3.2 非真空熱處理不利因素

65Si2MnWA彈簧鋼絲繞制后在空氣爐回火，隨著回火溫度的增加，表面氧化色加重，同時鹽浴爐淬火，淬火后在空氣爐回火，表面均有不同程度的氧化皮或氧化色，需依靠吹砂、拋光等方法去除，影響彈簧表面質(zhì)量，所以建議真空熱處理。

3.3 繞制后不同消除應力溫度對拉伸強度的影響

65Si2MnWA彈簧鋼絲繞制后進行不同消除應力溫度回火，熱處理后測試隨爐試料的拉伸強度均符合技術(shù)條件要求，但是每種規(guī)格的彈簧鋼絲繞制后，在360℃進行消除應力后，拉伸強度數(shù)值浮動最小、最穩(wěn)定，在滿足溫度越高消除應力越徹底情況下，表面僅有輕微氧化色，所以建議在繞制成型后使用360℃進行消除應力回火。

4 結(jié)論

（1）彈簧鋼絲65Si2MnWA繞制成型后增加消除應力回火，使彈簧鋼絲在成型中由于冷作硬化會產(chǎn)生較大的內(nèi)應力減小到最小，方便了鉗工工人的生產(chǎn)操作，解決了鉗工彎鉤易產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。

（2）彈簧鋼絲65Si2MnWA繞制成型后增加消除應力回火，保證了彈簧鋼絲零件在熱處理后的外形尺寸，穩(wěn)定了最終零件的外觀尺寸參數(shù)，滿足了工藝規(guī)范及用戶要求。

（3）彈簧鋼絲65Si2MnWA繞制成型后增加消除應力回火，不僅避免了彈簧零件的成批報廢帶來的成本增加，更縮短了彈簧鋼絲零件的生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻：

[1]總編委會主編.航空制造工程手冊[2版].北京：航空工業(yè)出版社，2010.12.

[2]張英會，劉輝航，王德成.彈簧手冊[3版].北京：機械工業(yè)出版社，2017.2.