本發(fā)明屬于彈簧加工，具體涉及一種tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法。

背景技術(shù)：

1、作為一種機(jī)械零件，彈簧在使用中需頻繁承受復(fù)雜荷載，進(jìn)行往復(fù)變形、復(fù)位運(yùn)動(dòng)，以起到緩沖、減震等作用。特別是緩沖簧、擊發(fā)簧，使用環(huán)境復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)頻率高、使用壽命長，要求彈簧必須有較高的疲勞壽命和一定的耐腐蝕性，如果應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域，輕量化也是必須考慮因素。

2、圓柱螺旋壓縮彈簧是最常見的彈簧種類，目前主要用碳素彈簧鋼絲、合金彈簧鋼絲和不銹鋼彈簧鋼絲來制作，但這些材料制成的彈簧在使用中存在長度衰減和應(yīng)力松弛現(xiàn)象，影響彈簧壽命，而且容易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，還無法滿足航空航天領(lǐng)域的輕量要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有圓柱螺旋壓縮彈簧在使用中存在長度衰減和應(yīng)力松弛現(xiàn)象、容易銹蝕、以及無法滿足輕量要求的問題，本發(fā)明提出了一種tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，旨在提供一種抗應(yīng)力松弛性小、長度衰減小，同時(shí)滿足耐蝕性、輕量化要求的彈簧。

2、本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思：

3、首先，本發(fā)明提出采用tb9鈦合金來加工圓柱螺旋壓縮彈簧，可達(dá)到所預(yù)期的減重效果，相比于同規(guī)格彈簧，可減重42.55％，且tb9鈦合金材料具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，相比碳素彈簧鋼絲和合金彈簧鋼絲，鈦合金彈簧無需表面防腐處理，依靠材料自身防腐性能即可滿足一般使用需求。

4、進(jìn)一步地，申請(qǐng)人在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，采用tb9鈦合金制造的圓柱螺旋壓縮彈簧，在疲勞試驗(yàn)中很容易出現(xiàn)檢測參數(shù)不滿足要求、產(chǎn)品批次不合格的情況，通過大量分析研究，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)樵跁r(shí)效處理后彈簧抗拉強(qiáng)度太高，太接近極限值1400mpa，導(dǎo)致所制出的彈簧壽命較差。針對(duì)這一問題，申請(qǐng)人考慮在熱處理過程中控制時(shí)效處理的溫度、時(shí)間和出爐溫度等參數(shù)，使所獲得的彈簧的抗拉強(qiáng)度不過于接近極限值，以保證最終加工的彈簧的各參數(shù)滿足要求，提高彈簧壽命。

5、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)解決方案是：

6、一種tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，包括以下步驟：

7、步驟1，備料：采用固溶態(tài)tb9鈦合金料絲材進(jìn)行備料；

8、步驟2，繞簧：將絲材繞制成圓柱螺旋壓縮彈簧的簧體；

9、步驟3，磨端面：對(duì)每個(gè)彈簧的兩個(gè)端面進(jìn)行磨削；

10、步驟4，時(shí)效處理：將彈簧放入真空熱處理爐，在預(yù)設(shè)溫度下時(shí)效預(yù)定時(shí)間，隨爐冷卻后出爐，使彈簧的抗拉強(qiáng)度在1300mpa與1350mpa之間；

11、步驟5，強(qiáng)壓處理：將彈簧穿在心軸上，壓擠彈簧以使其處于壓并狀態(tài)，保持預(yù)定時(shí)間；

12、步驟6，噴丸強(qiáng)化：采用小于絲材直徑1/2的鋼丸，對(duì)彈簧進(jìn)行噴丸處理，要求噴丸覆蓋率90％以上；

13、步驟7，動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)：隨機(jī)抽取3％的彈簧，對(duì)彈簧加載周期性載荷，循環(huán)預(yù)定次數(shù)后停機(jī)并檢測彈簧的長度和載荷；判定彈簧的長度和載荷是否滿足不小于規(guī)定值的要求，若有一個(gè)彈簧零件不滿足要求，則加倍抽取零件并重新試驗(yàn)，再次試驗(yàn)如還有零件不滿足要求，判定本批產(chǎn)品不合格，則對(duì)下批零件在步驟4中調(diào)整時(shí)效處理的溫度、時(shí)間和出爐溫度，直至零件滿足要求。

14、進(jìn)一步地，在步驟2中，采用自動(dòng)繞簧機(jī)來繞制彈簧簧體。

15、進(jìn)一步地，在步驟2中，采用車床有芯繞制的方式來繞制彈簧簧體。

16、進(jìn)一步地，在步驟3中，采用磨簧機(jī)來磨削彈簧端面。

17、進(jìn)一步地，在步驟3中，用砂輪機(jī)手工磨削彈簧端面。

18、進(jìn)一步地，在步驟3中，磨削量過大時(shí)，先用線切割對(duì)彈簧簧體的兩個(gè)端面進(jìn)行切削，再進(jìn)行精磨。

19、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

20、1、本發(fā)明的tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，采用固溶態(tài)tb9鈦合金絲材來制造圓柱螺旋壓縮彈簧，在繞制簧體成型之后，對(duì)彈簧端面磨削后進(jìn)行熱處理，其中在時(shí)效處理中控制抗拉強(qiáng)度不過于接近極限值，在1300mpa與1350mpa之間，最后通過動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)檢驗(yàn)彈簧壽命是否合格，若不合格則調(diào)整時(shí)效處理的溫度和時(shí)間，以使零件滿足壽命要求，由此可以簡單的工藝流程獲得圓柱螺旋壓縮彈簧，且彈簧在使用壽命內(nèi)，自由長度、剛度幾乎不產(chǎn)生衰減和松弛，達(dá)到了抗應(yīng)力松弛、抗衰減的目的，同時(shí)tb9鈦合金材料可滿足耐蝕性、輕量化要求。

21、2、本發(fā)明中的繞簧和磨端面過程，可針對(duì)大批量、小批量生產(chǎn)模式選擇替代方案，工藝適用性強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.一種tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，其特征在于：在所述步驟2中，采用自動(dòng)繞簧機(jī)來繞制彈簧簧體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，其特征在于：在所述步驟2中，采用車床有芯繞制的方式來繞制彈簧簧體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，其特征在于，在所述步驟3中，采用磨簧機(jī)來磨削彈簧端面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，其特征在于：在所述步驟3中，用砂輪機(jī)手工磨削彈簧端面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的tb9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，其特征在于：在所述步驟3中，磨削量過大時(shí)，先用線切割對(duì)彈簧簧體的兩個(gè)端面進(jìn)行切削，再進(jìn)行精磨。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種TB9鈦合金圓柱螺旋壓縮彈簧加工方法，包括：采用固溶態(tài)TB9鈦合金料絲材備料；將絲材繞制成圓柱螺旋壓縮彈簧簧體；對(duì)彈簧兩端面進(jìn)行磨削；對(duì)彈簧時(shí)效處理，使抗拉強(qiáng)度在1300MPa與1350MPa之間；將彈簧穿在心軸上，壓擠彈簧以使其處于壓并狀態(tài)，保持預(yù)定時(shí)間；噴丸處理后進(jìn)行動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)，判定彈簧的長度和載荷是否滿足不小于規(guī)定值的要求，若本批產(chǎn)品不合格，則對(duì)下批零件調(diào)整時(shí)效處理的溫度、時(shí)間和出爐溫度，直至零件滿足壽命要求。本發(fā)明以簡單的工藝流程獲得圓柱螺旋壓縮彈簧，且彈簧在使用壽命內(nèi)，自由長度、剛度幾乎不產(chǎn)生衰減和松弛，達(dá)到了抗應(yīng)力松弛、抗衰減的目的，同時(shí)TB9鈦合金材料可滿足耐蝕性、輕量化要求。

技術(shù)研發(fā)人員：王錦濤,姚瑞,徐柄濤,季磊剛,周長青,張林浩,劉曉磊,宋戰(zhàn)潮,楊江濤,胡紅軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安昆侖工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/24