弹簧制造过程中的“降碳”主要是指控制钢材表面脱碳层厚度,因为脱碳会降低弹簧的疲劳寿命和强度。根据搜索结果,尤其是专利文献和行业实践,当前弹簧钢降碳的主要技术路线可归纳为以下六条:
弹簧降碳的 6 条技术路线:
1 优化加热工艺参数
控制加热温度、时间和炉内气氛,减少高温段停留时间,采用“高温快烧”策略,降低表面脱碳风险。例如,均热段炉温控制在 1120~1180℃,空气系数控制在 0.7~1.0,有效抑制脱碳反应。
2 采用还原性或弱氧化性气氛
在加热炉中使用煤气与空气的混合气体,控制空气过剩系数(如均热段 0.7~0.8),减少氧化性气氛对钢材表面的碳元素氧化,从而抑制脱碳。
3 连铸坯热装与控冷技术
连铸坯采用热装炉(入炉温度 500~600℃),减少再加热时间;轧后采用快速冷却(>23℃/s),缩短在高温区的停留时间,降低脱碳层厚度。
4 钢材成分优化(降碳提硅+微合金化)
降低碳含量(如控制在 0.56~0.64%),提高硅含量(1.5~2.0%),并添加微合金元素如 Nb(0.01~0.04%),在保证强度的同时减少脱碳倾向。
5 铸坯表面处理与修磨
对连铸坯进行抛丸或修磨处理(修磨深度 1.5~4.0mm),去除表面脱碳层或缺陷,确保成品弹簧钢表面质量合格。
6 高洁净钢冶炼工艺
采用 LF+RH 精炼、真空脱气等手段降低钢中夹杂物和气体含量(如氢 ≤1.2ppm),提高钢材组织均匀性和抗疲劳性能,间接减少因组织不均导致的局部脱碳。
这些技术路线通常不是单独使用,而是组合实施,以实现弹簧钢表面脱碳层的精准控制,满足高端装备(如高铁、汽车)对弹簧性能和寿命的严苛要求。
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