如何提高和控制油淬火-回火鋼絲質(zhì)量？

   目前我國的油淬火鋼絲生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量在逐年增加,國外企業(yè)也紛紛在國內(nèi)建廠生產(chǎn)該種油淬火鋼絲.但產(chǎn)品基本還是處于國外鋼絲的籠罩之下.很少有國內(nèi)油淬火鋼絲企業(yè)的產(chǎn)品能夠用于給整車廠配套的彈簧.其主要問題仍然是產(chǎn)品質(zhì)量滿足不了汽車行業(yè)的需求.以中國彈簧廠為代表的閥門彈簧,懸架彈簧企業(yè)大多采用進(jìn)口的油淬火鋼絲.國產(chǎn)油淬火鋼絲質(zhì)量的提不高是個急待解決的問題,需要各方面的努力和協(xié)作.現(xiàn)主要從技術(shù)角度分析一下如何提高和控制油淬火-回火鋼絲質(zhì)量？

首先講油淬火--回火鋼絲的用途
  油淬火--回火鋼絲的典型用途是制作汽車發(fā)動機(jī)的閥門彈簧和懸架彈簧,目前汽車行業(yè)向著高效,節(jié)能方向發(fā)展,要求彈簧體積要縮小,重量要減輕.意味著彈簧鋼絲必須承受更高的應(yīng)力,具有更好的疲勞壽命.目前國外對閥門彈簧的要求是:在高應(yīng)力條件下每分鐘反復(fù)受壓3000—5000次,疲勞壽命可達(dá)1×10的8次方.失效率小于3×10的6次方.發(fā)達(dá)國家主要從提高鋼的純凈度和改善表面質(zhì)量兩方面著手來提高油淬火—回火鋼絲的質(zhì)量.而我們國內(nèi)在這方面做的很不夠,主要原因是鋼廠和鋼絲生產(chǎn)企業(yè)脫節(jié),信息傳達(dá)順暢.沒有形成一個合力去做這方面的工作.比如:在過去的十幾年里,首鋼特殊鋼公司拔絲廠隸屬于首鋼特殊鋼公司,在一個公司內(nèi),技術(shù)質(zhì)量信息的傳遞是迅速的,協(xié)調(diào)也順暢,這也是該公司在油淬火—回火鋼絲產(chǎn)品質(zhì)量在國內(nèi)領(lǐng)先的一個重要原因.

(一) 化學(xué)成分的控制
一般發(fā)動機(jī)閥門彈簧多選用碳素油淬火—回火鋼絲,當(dāng)含碳量大于0.7%時.淬火后容易形成孿晶馬氏體組織,韌性不足,疲勞壽命達(dá)不到要求.當(dāng)含碳量小于0.6%時.淬火后抗拉強(qiáng)度偏低.無法滿足應(yīng)力要求,所以含碳量一般控制在0.65%.即選用65Mn鋼.
與油淬火—回火合金彈簧鋼絲相比, 65Mn淬透性差,強(qiáng)度偏低,韌性不足,抗松弛性能差距更為顯著.飛機(jī)和汽車等高載荷發(fā)動機(jī)用閥門彈簧,我國和歐洲多選用50CrVA(50CrV4),美國和日本多選用55CrSiA(SAE9254,SUP12).兩者相比, 55CrSiA鋼絲許用應(yīng)力高,抗松弛性能好,允許使用溫度更高.以允許松弛率不大于6%為標(biāo)準(zhǔn), 65Mn的最高使用溫度為150度. 50CrVA為200度, 55CrSiA為250度. 50CrVA的優(yōu)點是脫碳和裂紋敏感性低,表面質(zhì)量容易控制.近年來.歐洲為提高Cr-V鋼絲的許用應(yīng)力,將含碳量從0.5%提高到0.67%,即選用67CrVA.

(二) 超純凈彈簧鋼絲
近年研究表明：影響閥門用油淬火—回火鋼絲疲勞壽命和可靠性的主要因素是鋼中夾雜形態(tài)和含量：大顆粒不變形D類夾雜和B類夾雜導(dǎo)致彈簧疲勞壽命急劇下降，而磷，硫，砷，鉛，錫，銻含量偏高也會增加鋼的回火脆性。最終降低疲勞壽命。為此開發(fā)了超純凈油淬火—回火鋼絲。
所謂超純凈鋼是通過爐外精煉，真空脫氣，電渣重熔，采用復(fù)合渣系，夾雜物變形處理，電磁攪拌等技術(shù)手段，最大限度地降低鋼中氣體（氧，氮，氫）。非金屬元素（磷，硫，砷）和低熔點金屬（鉛，錫，銻0的含量，使不變形大顆粒夾雜轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄曰虬胨苄约?xì)小夾雜。目前，日本開發(fā)的55CrSiA超純凈鋼和歐洲開發(fā)的67CrVA.超純凈鋼已經(jīng)取得令人矚目的成就。

（三）油淬火—回火鋼絲的熱處理技術(shù)
油淬火鋼絲的加熱應(yīng)選用感應(yīng)加熱或電接觸加熱技術(shù)。據(jù)資料介紹，對同爐號，同尺寸的50CrVA鋼絲，分別采用管式爐和電接觸家人方式。加熱到相同溫度，然后油淬火回火，兩種鋼絲強(qiáng)度水平接近，但電接觸加熱的鋼絲，彎曲性能和扭轉(zhuǎn)性能要好得多。這是因為快速加熱改變了鋼的組織形態(tài)和晶粒度。

（四）表明質(zhì)量和原始組織
彈黃在低應(yīng)力下斷裂的原因是非金屬夾雜物，而在高應(yīng)力下斷裂的原因常常是表面缺陷。因此應(yīng)加強(qiáng)對軋制線材用鋼坯的修磨，清理，對線材加強(qiáng)控制冷卻和控制軋制的研究。或?qū)€材表面進(jìn)行剝皮或研磨處理。清楚表面脫碳，裂紋，折疊等缺陷。目前我國油淬火鋼絲生產(chǎn)企業(yè)中，只有上鋼二廠有剝皮設(shè)備，而其他廠家軍無次設(shè)備。這也是制約我國油淬火鋼絲產(chǎn)品質(zhì)量提高的一個重要因素。盤條或半成品中間退火的組織應(yīng)為細(xì)片狀珠光體，以適應(yīng)油淬火快速加熱的要求。有資料建議，67CrVA.的中間熱處理采用鉛淬火處理，為油淬火加熱做好準(zhǔn)備。


（五）在線檢測渦流探傷
為了確保鋼絲的可靠性，成品鋼絲必須進(jìn)行在線渦流探傷，對少數(shù)個別缺陷部位應(yīng)做標(biāo)記，以便在繞簧時切除。到目前為止，我國油淬火鋼絲生產(chǎn)企業(yè)還沒有一家使用渦流探傷技術(shù)。首特威爾公司曾經(jīng)從德國進(jìn)口過設(shè)備，但未能投入大生產(chǎn)中。

（六）大盤重技術(shù)
為了提高生產(chǎn)效率，必須加強(qiáng)對大盤重收線設(shè)備的研究。以滿足彈簧企業(yè)的需求。