利用超音頻感應加熱機對不銹耐蝕彈簧鋼進行熱處理的工藝解析
在腐蝕性介質(zhì)中或在較高溫度下工作的彈簧和彈性元件,采用冷拔彈簧鋼絲或油淬火一回火鋼絲來制造已不能勝任時,就必須用不銹鋼或耐熱鋼來制造。常用不銹耐蝕彈簧鋼的品種主要有奧氏體類,馬氏體類、過渡類(沉淀硬化型)等。
1.馬氏體類不銹彈簧鋼
馬氏體相變強化的不銹彈簧鋼有2Cr13、3Cr13、4Cr13及1Cr17Ni2等鋼號。如用退火態(tài)材料制成的彈簧必須利用超音頻感應加熱機進行淬火和回火處理,達到所需的力學性能后才能使用。如采用油淬火-回火的3Cr13及4Cr13不銹鋼絲來制造彈簧,則其生產(chǎn)工藝簡單,可免去高溫淬火時彈簧易變形,軟硬不勻等缺點。
實踐表明:采用電接觸加熱法處理上述不銹鋼絲(即油淬火-回火)可獲得良好效果。例如,φ1.7mm的4Cr13不銹彈簧鋼絲的快速加熱工藝:淬火溫度(1070±10)℃、加熱時間9s;(360±10)℃分級冷卻10s:在40~60℃油中冷卻9s;再在(460±10)℃鉛浴中連續(xù)回火32s,回火后應在油中冷卻,防止回火脆性。處理后鋼絲的力學性能良好。
2.奧氏體類耐蝕不銹彈簧鋼
通用的18-8型鎳鉻奧氏體不銹鋼比上述馬氏體不銹鋼具有更好的耐蝕性、良好的冷變形性能。在常溫或低溫下有很高的塑韌性。在室溫下保持奧氏體組織、無磁,它屬于形變強化的不銹彈簧鋼。簡單的18-8型奧氏體不銹鋼的一個嚴重缺點是發(fā)生晶間腐蝕現(xiàn)象,因此,在鋼中加入適量的鈦或鈮等元素,使其和碳結合,基體的含鉻量不降低,在晶界附近不會形成貧鉻區(qū),從而防止品間腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。在18-8型鋼中加人2%~4%Mo(質(zhì)量分數(shù)),可提高它在硫酸和氯化物中的耐蝕性。為了獲得純奧氏體組織,相應增加鋼中的含鎳量,于是得到一些新的奧氏體不銹鋼,
3.沉淀硬化(PH型)不銹彈簧鋼及其熱處理
用來制造彈簧或彈性元件的沉淀硬化型不銹鋼有GB1220中的OCr17Ni7AI(簡稱17~7PH)、OCr15Ni7MoZAI(簡稱15~7MoPH)、lCr17Ni14Mo2N及OCr12Ni14Mn5Mo3Al(YB/E7)等鋼號。這類鋼中含鉻鎳量低于18-8型不銹鋼,奧氏體更不穩(wěn)定,易于轉變?yōu)轳R氏體,故稱為奧氏體一馬氏體過渡類不銹鋼。它的耐蝕性比奧氏體不銹鋼要低,但優(yōu)于馬氏體不銹鋼。鋼中的鋁,鉬等合金元素在時效過程中起沉淀強化作用,能進一步提高其強度和耐熱性。
17-7PH鋼的冷加工和熱處理過程比較復雜,主要有下列幾種情況:固溶處理(A處理)、調(diào)節(jié)處理(T處理)、冷處理(R處理)、冷變形(C處理)及沉淀硬化處理(H處理)。
4.馬氏體時效不銹鋼
馬氏體時效不銹鋼主要有四個系列:Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Ti、Fe-Cr-Ni-Co-Mo及Fe-Cr-Co-Mn。由于這類鋼的超低碳,經(jīng)超音頻感應加熱機熱處理后得到板條馬氏體,再經(jīng)沉淀強化(時效),既保留了馬氏體時效鋼的高強度、高彈性極限和優(yōu)良的塑性、韌性、冷加工性優(yōu)異等特點,又具有不銹鋼的耐蝕性。但價格昂貴。