热卷弹簧生产技术

一 概述

弹簧是利用金属材料弹性变形特性制造的机械零部件，其用途十分广泛，遍及各个领域，其中关系尤为密切的有汽车，电力设备，铁路设备，家电及日用五金等制造业。热卷弹簧的市场和国内机械，电力，冶金等基础工业的形势有很大关系，近几年随着国内机械工业的发展，电站建设的加快，给热卷弹簧生产带来了发展的机遇，尤其是铁路系统建设和列车的提速给热卷弹簧带来巨大的商机，热卷弹簧市场前景广阔。由于热卷弹簧之间钢丝直径，弹簧外径，自由高度和重量相差悬殊，所以难以组织自动化生产，我国热卷弹簧生产大多只能实现半机械化，手工操作占主要地位。

二 热卷弹簧生产技术

典型工艺过程如下：落料---端头加工（轧扁或锻扁）---加热---卷簧---淬火---回火---磨端面---压缩---（负荷测试）---喷丸（清理）---涂装。

热卷弹簧的原材料以退火热轧状态的60Si2MnA为主，该钢国内各钢厂基本都生产，货源充足，价格和国外同类产品相比也有竞争力。贵单位若有要求也可用其它钢种，如50CrVA，60Si2Crh，60Si2CrVA，60CrMnBA等，很少使用60CrMnMoh，30W4Cr2VA。若对材料的脱碳及表面有要求，可以使用经过剥皮的材料制造，但经过表面剥皮的材料价格很贵，往往只有在重要场合下使用。近年来使用变截面材料的弹簧也开始出现，但材料价格和制作成本相当高，非特殊情况不易使用。

热卷弹簧的加热能源20世纪80年代之前大多是用煤炭或焦碳，90年代后逐渐改为柴油作为能源。也有采用可控硅中频作为加热能源，但可控硅采用的是电子管元器件，体积庞大，加热速度慢，且耗电量大。近年来我公司生产的超音频加热电源比中频省电50 %，加热速度快，工艺稳定，已被多个厂家采用。

热卷弹簧的端头加工，通过轧锥机将已经落好料的棒料两端进行轧扁，其主要作用是减少弹簧端面的磨削工作量，并且端头轧扁后棒料尺寸会延长，可以达到节约材料之目的。也有在生产过程中不对端头进行轧扁处理，待弹簧卷成形后，用氧气---乙炔焊枪将两端圈割去多余部分，以减少磨削余量，但这样会很浪费材料。

热卷弹簧采取有芯卷绕，节距控制对品种较少，量较大的产品，如铁路系统的产品可采取靠模。量小品种多的产品，节距都可凭操作工人的经验控制再进行修正或把弹簧卷成并圈，然后用开档机开出节距。

弹簧卷成形后热处理方式有两种：

一种是趁弹簧卷成后表面温度尚未冷却之际直接放入油池淬火，它的好处是充分利用余热，减少两次加热，节省能源，并且可以减少再加热过程中的脱炭。这种方法要求生产过程中的节拍和物流安排的较好，端面磨削余量比较小，否则弹簧经过热处理后磨削比较费力，铁路车辆弹簧生产都用此种工艺。

另一种方法是弹簧卷好后冷却至室温，进行端面磨削和尺寸精校，然后送入炉中再次加热，这种工艺对节省能源和防止弹簧表面脱碳皆不利，但对弹簧热卷时的尺寸控制和端面磨削有利一些，零星弹簧的生产大多采用此种方式。

弹簧压缩的目的是稳定尺寸，减少弹簧使用过程中的变形，设备一般为国产液压机。出于成本和设备上的考虑，一般热卷弹簧不把喷丸作为强化手段，往往只把它作为清理弹簧表面的手段。只有用户对疲劳寿命有要求，且使用剥皮材料制造的弹簧才考虑用喷丸强化，以改善弹簧表面应力状态。

对于长期处于压缩状态下的储能弹簧，由于使用中释放能量的特殊性，所以必须从选材上给予保证，另外，弹簧采用喷丸和静压处理以保证其稳定性。

热卷弹簧的表面处理通常是涂装黑色油漆，弹簧超过一定重量时一般不用喷塑涂装，当弹簧的表面处理要求较高时采用电泳涂装，但成本较高。

弹簧探伤一般用剥皮材料制造的弹簧用户才会提出探伤要求。