弹簧钢疲劳强度低？

pentan73

我在做弹簧钢的热处理时，发现我们的产品疲劳强度低，使用4—6万次后断裂，而兄弟厂家使用可达10万次以上。我们采用双室真空炉加热油淬，回火用盐炉，回火后硬度合格HRC42—45，求坛子内高手指点，有无提高疲劳强度的办法？先行谢谢！[em6][em8][em11]

pentan73

补充：我们用的材料为65Mn.

ylj_323

淬火温度是多少？

pentan73

补：我们用的淬火温度是830℃

调质

1，提高工件表面光洁度。2，淬火保温时间不要过长。3，及时回火，回火后快冷。4，喷沙处理。

pentan73

感谢以上坛中大侠的指点。[em11][em11][em11]

陆丰

做一下喷丸处理，可以提高疲劳强度。

pentan73

有用表面化学处理提高疲劳强度的吗？

陆丰

表面镀铬也可以提高弹簧的疲劳强度，不过，似乎不太值得做。你做喷丸处理就行，喷丸处理可以提高弹簧的表面张力。

ygz123

何不做等温淬火呢？？？

pentan73

问坛内高手：采用盐浴氮化有无可能？[em8][em8][em8][em11][em11]

陆丰

盐浴氮化无此必要，有点小题大做了。如果疲劳强度指标实在达不到，那就只能更换材料了。

pentan73

现在我们用硝盐回火，如用氮化盐的话，回火和氮化同时进行，成本应该是增加不多的。[em8][em8][em11]

shaod

回火加氮化？好像行不通吧？温度会合适么？
建议采用等温处理，最简洁的办法

hezj

  楼主的帖子发表已经好长时间，想必问题得到了解决。本着相互交流的精神，说说个人的看法。不过，凭你帖子中的简单介绍，要有针对性的替你献出具体的良策恐怕很难，因为弹簧的种类很多，影响弹簧使用寿命的因素也很多,看不出指的是哪一种具体情况。假如把其它外部因素都一律排除，即设计、选材、成形等都是正确的，没有问题，只单独挑出热处理工序来谈论。一般弹簧热处理要达到良好状态，必须把握住以下几个要点，供工作时参考。
  1，热处理前，要仔细检查弹簧钢丝（带、板）表面是否有明显的划痕、碰伤、裂纹、腐蚀等外观缺陷。批量少的重要弹簧，100％检查；数量多的一般则抽查。必要时还应该对钢原材料的来源进行调查和复验，因为材质不良的原材料做不出高级的弹簧。
  2，弹簧热处理后的金相组织有相当严格的要求，它直接决定弹簧的使用功能能否达到设计状态和规定的疲劳寿命要求，有三条原则
   A．必须保证钢的整个截面都淬透；
   B．钢表面不能脱（贫）碳也不能增碳；
   C．弹簧的热处理状态要均匀一致，特别是承受力量大的那一部分。
  3，按照上面的三条原则，在制定热处理工艺规程和实施过程中，就带出一连串的事情。这里只举其中的一点，例如‘淬火加热’的选择，来提示一下应当如何思考：为了达到钢表面不脱碳不增碳的要求，选用真空炉加热，然而真空炉存在着明显的加热不同期性的问题，也就是一部分弹簧或部位首先到温，另一部分慢到温而且滞后的时间较长；又由于65Mn钢的晶粒长大倾向比较大，对实际的加热温度与时间长短之间的组合要求比较严格，如果装炉放置不当或加热时间选择不当，先到温的部位可能出现晶粒较大，而后到温的部位也许是适合的，但也可能出现加热不足的现象。经回火后这些情况的差别在金相显微镜下面很难辨认，但在使用过程中就显现出来了。那么该如何解决这个问题呢？不妨这样探索一下，先把设定温度放低一些，比如设定在760~770℃，在预计整炉工件都达到了该温度时，再把温度提高到正常加热温度作适当的短期保温（即通常讲的分段加热）。从加热时受热的均匀性考虑，盐浴炉要比真空炉好，但务必脱氧良好，防止钢表面脱碳。另外，65Mn钢加热设定温度也很有讲究，它的最佳加热淬火温度在810℃附近，提高一些温度可以改善淬透性，这对弹簧钢的截面较大者是必要的，但对小截面钢提高淬火温度则是有害的，也就是说，在能够保证淬透的前提下，加热温度应当取下限，时间也不宜过长，以便获得细小的马氏体组织。还有一个问题，那就是炉膛的炉温均匀性、显示温度的准确性和控温精度问题，误差都要在规定的范围以内，有些时候，问题就发生在这些地方却容易被忽略。
  4，举个例子，从另外一个角度来说明弹簧对组织要求的严格性。一种用φ12mm热轧磨光圆钢热绕的大螺旋压缩弹簧，材料60Si2Mn，热处理淬火－回火后有一项要求，强力压缩至并圈状态三次，然后测量弹簧的自由高度必须在设计的范围以内，经试验确定淬火采用盐浴炉加热，工艺参数为860℃，加热15分钟，油冷，然后回火至要求的硬度。批量生产一段时间，情况稳定。某一批后，有个别弹簧并圈压缩后尺寸短了而超差，返工后好了。随后似乎超差返工的数量还在增加，一查是有人为了干得快一点，自行做主，试探着把加热时间一分钟一分钟地缩短，到了只加热11分钟的地步，理由是在回火温度和时间不变的条件下，得到的硬度都在合格范围以内。恢复了当初的工艺参数，情况又正常了。这个例子告诉我们，仅仅凭检查硬度并不能完全说明问题，真正的问题还在于组织的精细结构，而这种看似微小而影响颇大的问题，用普通的金相检查还真鉴别不出来。对弹簧如此，在别的工件上，也会有类似的问题存在。热处理的微妙之处常常就隐藏这一类‘小节’之中。
  5，你讲的弹簧寿命不如别人，是个别现象还是普遍现象？应当分别对待。如果是比较普遍的现象，应当查明确切的原因。在分析问题的时候一定要客观，防止利益因素和定向思维的干扰。
[em12]

慕山慕水

从hezj先生的回答，我们不但学了知识，我们更应学到作为技术工作者，应该用什么样的态度搞技术，如何“辩证”的看待生产中遇到的问题，也就是要学其“方法论”。
“中医越老越值钱”为什么呢，就因为老中医是“辩证”施诊！

ltw369258

      hezj讲解得非常详细，也具有很强的实用性。
      补充一点个人看法：
      1.单纯从热处理工序质量控制来说（材料方面：化学成份合格、脱碳层符合规定、各种非金属夹杂物未超标；设计和选材达要求；绕制方面：温度、圈数、节距、绕制脱碳、端圈处理都合格），要保证弹簧的疲劳寿命，淬回火后的组织必须合格，且回火后该快冷的必须快冷。
      2.所谓热处理组织合格，必须保证以下几个方面：加热气氛、加热温度、保温时间、冷却方法、回火温度和时间及冷却方法，组织中脱碳层符合标准要求、晶粒不粗大（不太显著的晶粒粗大金相无法识别）、整个截面是均匀细小的回火托氏体、无未溶铁素体及其它异常组织、硬度在规定范围内。无明显的异常组织并不显著降低弹簧的刚度，但却可能显著降低弹簧的疲劳强度，从而导致弹簧的先期失效。
      3.同时，适当提高回火温度，对提高弹簧的疲劳强度有意义。必要时也可进行喷丸处理，使弹簧表面获得一定的压应力，提高疲劳强度。
      另外，分析质量问题必须要做到客观公正，要深入现场掌握热处理第一手资料，不要完全相信操作者（他们有可能规避责任而不说实话，这是人之常情，需要你作出准确判断），切忌先入为主。根据掌握的第一手热处理资料，结合理化分析，做出正确的判断，从而解决质量问题。

≮与狼共舞≯

及时回火，回火后快冷

phoenixremark

1# pentan73
大哥：请问你弹簧钢疲劳是怎么做的？我是学疲劳的，但是行业内听说只是在一个规定的疲劳应力幅下做几个样品，看这几个样品到底能做到多少周。我看了你的描述，大概也是这么做的。所以，如果你们选用的力不同，怎么可以进行比较呢。

phoenixremark

做疲劳的时候材料是不是同一种材料，如果是同一种材料热处理出来的强度级别是不是相同，并且你们所谓的4-5万周，和10万周，是不是在同一个应力水平下做出来的？如果应力水平不同，那么寿命当然不同，我加小的力，让他不断都有可能。另外，疲劳方法是不是一样，旋转弯曲和轴向拉压也是有区别的，更别说扭转和多幅了。频率是不是相同，频率范围的差别也会造成疲劳结果的不同。