本發(fā)明涉及一種卷制彈簧表面處理方法，屬于金屬表面改性技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

彈簧制品表面脫碳是影響彈簧性能的主要因素之一，彈簧表面一旦出現(xiàn)脫碳，其表面強度會大幅度下降，顯著降低彈簧在服役過程的疲勞壽命。就目前的生產(chǎn)條件下，大多數(shù)的彈簧制品都是通過感應(yīng)加熱后進行熱卷制再淬火回火，由于在加熱和熱卷制過程處于高溫不可避免面臨脫碳的問題。為了減少脫碳，目前大多彈簧棒料加熱過程中采用感應(yīng)加熱方法，盡量縮短加熱時間，或采用惰性氣體進行保護，即使這樣在熱卷制過程也會發(fā)生較為嚴重的脫碳問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種降低熱卷制彈簧制品脫碳層厚度的表面處理方法，以解決目前生產(chǎn)條件下，彈簧制品感應(yīng)加熱后進行熱卷制再淬火回火，會導致彈簧脫碳，嚴重影響彈簧性能的問題。

為解決上述問題，擬采用這樣一種降低熱卷制彈簧制品脫碳層厚度的表面處理方法，其對彈簧鋼熱軋棒料在感應(yīng)加熱卷制前進行超聲滾壓強化處理，具體步驟為：

步驟一. 將熱軋后的彈簧鋼圓棒料，打磨掉表層的鐵銹；

步驟二. 將彈簧鋼棒料放到車床上固定，對彈簧鋼棒料進行超高頻滾壓，滾壓主要工藝參數(shù)為：滾珠10~14mm，氣壓壓強0.16~0.3MPa，車床轉(zhuǎn)速90~220r/min，進給量0.05~0.2mm/r，電流0.6~1A，滾壓次數(shù)為1~6次；

步驟三. 將超高頻滾壓處理后的彈簧棒料進行感應(yīng)加熱卷制淬火，溫度為950~980℃，加熱和卷制時間2~3分鐘，再油冷至室溫。

步驟二中，彈簧鋼圓棒料通過車床卡盤固定并帶動彈簧鋼圓棒料旋轉(zhuǎn)，超聲滾壓裝置固定在車刀位置，滾壓過程中超聲滾壓設(shè)備中的滾球與零件表面接觸進行高頻沖擊滾壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明經(jīng)超高頻滾壓處理技術(shù)處理后的彈簧鋼棒料其表面質(zhì)量得到顯著提高，粗糙度降低，殘留壓應(yīng)力顯著提高，再進行感應(yīng)加熱卷制后淬火回火，能夠有效的降低表層碳的擴散速率，從而顯著減少脫碳層厚度，提高表層硬度和疲勞強度。

具體實施方式

圖1是超聲滾壓處理的簡易結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是直徑為22mm的60Si2CrVAT彈簧鋼未經(jīng)超聲滾壓預(yù)處理的條件下880℃淬火0.5小時440℃回火1小時后的脫碳層顯微組織圖；

圖3是直徑為22mm的60Si2CrVAT彈簧鋼經(jīng)超聲滾壓預(yù)處理（滾珠10mm，滾壓氣壓壓強0.28MPa，車床轉(zhuǎn)速220r/min，進給量0.12mm/r，電流0.8A，滾壓1次）的條件下經(jīng)880℃淬火0.5小時440℃回火1小時熱處理后的脫碳層顯微組織圖；

圖4是直徑為22mm的60Si2CrVAT彈簧鋼經(jīng)超聲滾壓預(yù)處理（滾珠10mm，滾壓氣壓壓強0.28MPa，車床轉(zhuǎn)速220r/min，進給量0.12mm/r，電流0.8A，滾壓3次）的條件下經(jīng)880℃淬火0.5小時440℃回火1小時熱處理后的脫碳層顯微組織圖。

圖5是直徑為22mm的60Si2CrVAT彈簧鋼經(jīng)超聲滾壓預(yù)處理（滾珠10mm，滾壓氣壓壓強0.28MPa，車床轉(zhuǎn)速220r/min，進給量0.12mm/r，電流0.8A，滾壓6次）的條件下經(jīng)880℃淬火0.5小時440℃回火1小時熱處理后的脫碳層顯微組織圖。

圖6是圖2~5中式樣的梯度硬度分布對比圖，可從中看出脫碳層厚度基本消失。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明作進一步地詳細描述。

實施例1

具體工藝步驟為：

1）采用直徑φ33mm的熱軋態(tài)60Si2CrVAT鋼棒料經(jīng)車削至32mm以去掉表面氧化皮和脫碳層；

2）將棒料進行打磨消除車削痕跡；

3）將棒料按照超高頻滾壓設(shè)備的氣壓壓強0.3MPa，車床轉(zhuǎn)速220r/min，進給量0.2mm/r，滾壓次數(shù)為4次；

4）將3米長的棒料在未保護的大氣下進行970℃感應(yīng)加熱1.5分鐘后放入卷制機中熱卷成形，待彈簧溫度降到850℃后放入油槽中淬火然后進行460℃回火；

5）對彈簧表層進行檢測，結(jié)果表明：表層半脫碳層20μm；

6）對比同樣工藝未經(jīng)超高頻滾壓處理彈簧的全脫碳層和半脫碳層達到120μm，整個脫碳層減少了100μm。

實施例2

參照圖1-6:

1）將φ24mm的熱軋態(tài)60Si2CrVAT鋼棒料經(jīng)車削至22mm以去掉表面氧化皮和脫碳層；

2）將棒料進行打磨消除車削痕跡；

3）將棒料按照圖3~5的超高頻滾壓參數(shù)進行滾壓處理；

4）將未滾壓的樣與滾壓的樣進行880℃淬火0.5小時，440℃回火1小時的熱處理。

試驗結(jié)果：由圖2~5對比可知，對60Si2CrVAT淬火前進行超聲滾壓可以有效的降低淬火時碳的擴散速率，從而減少脫碳層（白亮部分）的厚度。由圖6可知，對60Si2CrVAT淬火前進行超高頻滾壓處理，使得表層硬度得到提升，脫碳層厚度下降最高可達80μm。