大截面燈飾彈片和穩(wěn)定桿的熱處理改進

1．前言

近年來我廠大截面的汽車少片簧和穩(wěn)燈飾彈片定桿及支架的產(chǎn)量在不斷增多。原采用60Si2Mn材料在15#機油中冷卻，經(jīng)常出現(xiàn)表面淬不硬和心部淬不透的現(xiàn)象，心部組織也難以達到要求。后改用Y15-Ⅱ快速光亮淬燈飾彈片火油淬火，對少數(shù)特厚件還需采用更換鋼材牌號的辦法，解決了上述問題。

2．解決問題的途徑及解決方法

針對上述情況，解決途徑有三條：①改進熱燈飾彈片處理工藝，適當提高淬火溫度、增加淬火冷卻過程的擺運速度和延長擺動時間；②選用冷卻速度更快些的淬火介質(zhì)；③改換鋼種，選用淬透性更好的鋼種，如50CrV、55Si燈飾彈片MnVB和60CrMnB等彈簧鋼。

2.1 調(diào)整熱處理工藝參數(shù)

在加熱方面，調(diào)整加熱溫度和保溫時間。從生燈飾彈片產(chǎn)的500件Φ20mm穩(wěn)定桿中，抽查3l件，其硬度為5l～58HRC，波動范圍仍較大。

在冷卻方面，由于淬火機的擺動速度是固定燈飾彈片的；擺動時間經(jīng)過由40～120s多次的調(diào)整，沒有明顯效果，試驗表明延長搖擺時間對粗大件的淬火影響不大，因此冷卻介質(zhì)的冷卻速度成為關(guān)鍵因素。

2.2 改換淬火介質(zhì)

文獻表明優(yōu)質(zhì)彈簧鋼60Si2MnA在15#機油中燈飾彈片淬火時只能使Φ20mm和板厚14mm的鋼材獲得80%的馬氏體(M)。如果選擇水溶性介質(zhì)，如PAG類淬火劑，它可以獲得較快的冷卻速度，但是，一定濃度的水性淬火液往燈飾彈片往只適用于一定厚度范圍的工件淬火；如果選擇快速淬火油，它能滿足不同截面工件的淬火要求。

經(jīng)調(diào)研，決定采用北京華立精細化工公司的今燈飾彈片禹Y15-Ⅱ快速光亮淬火油。首先，從冷卻速度看，它具有較快的冷卻速度，又不致于使鋼板淬裂(其冷卻曲線與15#機油的示于圖1a)和b))。其次，我們選取不同直徑和一燈飾彈片定厚度的板材做了大量對比試驗(如下表中所示)，證明它可以使較厚的工件淬透，滿足工藝要求。

在此基礎(chǔ)上，我們生產(chǎn)了151根Φ35mm燈飾彈片和Φ28mm的穩(wěn)定桿，抽查了40根(占生產(chǎn)總數(shù)的26.49%)，硬度為55±2HRC(97.5%在53HRC以上)；金相觀察，心部組織為85%M+155F，符合了主機廠的供貨要燈飾彈片求。

2.3 更換鋼種工作

試驗表明，當厚度超過20mm的板簧和直徑超過Φ40mm的穩(wěn)定桿(60Si2Mn)，即使在Y15-Ⅱ介質(zhì)中淬火，產(chǎn)品質(zhì)量還是達不到要求。為燈飾彈片此，做了改換鋼種的試驗。

將少片簧(C18前簧、C13后簧)改成50CrVA材料，在快速油中淬火，并做了臺架試驗，此二種板簧的疲勞壽命均超過優(yōu)等品(14萬次) 燈飾彈片未斷，金相組織為中等細回火屈氏體2級，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。

3 生產(chǎn)應(yīng)用情況

Y15-Ⅱ介質(zhì)的投入使用后六個月，共生產(chǎn)少片燈飾彈片簧1026.99噸和生產(chǎn)穩(wěn)定桿16719根，支架37281只，其中Φ35mm穩(wěn)定桿2964根，Φ28mm穩(wěn)定桿2406根，直徑≥20mm為12712根，占76.03％。穩(wěn)定桿和支架只能在燈飾彈片此介質(zhì)中生產(chǎn)，并穩(wěn)定和提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

目前工廠投資200萬元，已建成年產(chǎn)10萬根穩(wěn)燈飾彈片定桿生產(chǎn)線，并投入使用，其淬火介質(zhì)采用Y15-Ⅱ快速光亮淬火油。

4 經(jīng)濟效益

原Φ35mm穩(wěn)定桿外協(xié)加工費每根35元，采用Y15-Ⅱ介質(zhì)后，每根熱處理成本約為4.15元，可節(jié)約30.85元。同樣，Φ28mm穩(wěn)定桿燈飾彈片每根可節(jié)約16.94元。按年產(chǎn)10萬根穩(wěn)定桿計，每年可節(jié)約成本79.08萬元，經(jīng)濟效益顯著。

使用Y15-Ⅱ介質(zhì)后，使產(chǎn)品質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)，淬火硬度波動幅度明顯變小， 回火也便于控制；金相組織大多在2-4級，金相級別明燈飾彈片顯提高。臺架試驗壽命明顯增加，如C13后簧壽命由原來的不足3萬次到超過14萬次(未斷)。工廠以可靠的產(chǎn)品質(zhì)量，贏得了用戶的信賴。

5 結(jié)束語

生產(chǎn)實際表明，使用Y15-Ⅱ淬火介質(zhì)可滿足大截面板簧、穩(wěn)定桿和支架等懸架件的熱處理要求，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。對于板材厚度超過20mm和桿件直徑超過Φ40mm時，應(yīng)采用更換材質(zhì)，才能取得較好的效果。