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1 彈簧鋼絲的發(fā)展與應用
1.1 油淬火—回火 彈簧鋼絲發(fā)展歷史簡要回顧
我國在70年代初期開始研究自己的 油淬火—回火彈簧鋼絲生產技術。在我國油淬火—回火彈簧鋼絲生產技術研究的過程中，原北京特殊鋼廠所屬拔絲車間的工程技術人員和原北京鋼鐵學院(北京科技大學)的教師生做出了突出貢獻。1974年10月原北京特殊鋼廠所屬拔絲車間成功地將該項技術投入大生產，揭開了我國油淬火—回火彈簧鋼絲生產的新篇章，并保持了該廠近二十年獨步國內市場的局面。其間在計劃經濟的體制下有些鋼鐵企業(yè)也曾將該項技術投入試生產，但因機制問題、工藝技術問題等而未能實現(xiàn)。改革開放以后特別是近幾年，隨著汽車行業(yè)、摩托車行業(yè)、柴油機行業(yè)、機械行業(yè)的迅速發(fā)展，及目前我國逐步成為世界加工基地的發(fā)展趨勢。和利益誘惑使得各種資本競相進入該行業(yè)。陸續(xù)出現(xiàn)了如鄭州金屬制品研究院、中試二廠、河南裕豐、河南鶴壁、鄭州新亞、天津棣華、天津鑫浩、江蘇神王、上海三聯(lián)、湖南斯普凌、南京東吳、浙江海納等十幾家油淬火—回火彈簧鋼絲生產廠家。而且目前仍有國內外資本投向該行業(yè)。
1.2 油淬火—回火 彈簧鋼絲工藝技術發(fā)展歷史簡要回顧
我國在油淬火—回火彈簧鋼絲生產技術研究過程中，主要參照了瑞典和日本的技術標準和工藝思路。但在研發(fā)的初期由于工藝技術問題、設備問題、生產效率問題、產品成本問題，而走了一段彎路。直到80年代末、90年代初期，我國油淬火—回火彈簧鋼絲生產工藝才基本穩(wěn)定下來，按目前國內常用材質來說其產品穩(wěn)定性按高低依次如下：50CrVA、60Si2MnA、65Mn、70#、82B、55CrSi、SUP12、SAE9254、55CrSiV。
1.3 我國油淬火—回火彈簧鋼絲產品質量發(fā)展歷史簡要回顧
我國油淬火—回火彈簧鋼絲產品質量從不穩(wěn)定到基本滿足中低端彈簧產品的需求，碰到了許多質量問題。有些問題現(xiàn)已解決，有些問題仍需進一步研究對策加以解決。
現(xiàn)已基本解決的問題：
（一）、鋼絲脆斷問題（自然斷裂和繞簧斷裂）
（二）、脫碳問題 （加工過程不良所致）
（三）、裂紋問題 （原材料問題，加工過程不良）
（四）、尺寸不均問題 （加工過程不良）
（五）、小鐮刀彎問題 （加工過程不良）
（六）、尺寸精度問題
雖然上述單項問題，國內基本已解決。但綜合起來看，這些問題仍影響著油淬火—回火彈簧鋼絲的綜合性能。具體表現(xiàn)為鋼絲通條性能不穩(wěn)定，導致彈簧不穩(wěn)定性增大，特別汽門彈簧疲勞壽命達不到規(guī)定要求。
要縮小我國油淬火—回火彈簧鋼絲與國外產品質量的差距，應當進一步提高對該種產品的認知水平，加大研發(fā)，技術和設備投入。同時加強與原材料生產廠家的合作。確保產品質量上一個新的臺階，否則我們只能在中低端彈簧產品領域中徘徊。
1.4 油淬火—回火彈簧鋼絲產品特點
（一） 屈強比高，彈簧殘余變形小。
（二） 通條性能穩(wěn)定：同盤差小于75Mpa有利于卷簧和提高彈簧疲勞壽命。
（三） 與傳統(tǒng)彈簧生產方式相比，可省去繞簧后的一些工序。
（四） 繞簧成材率高，可降低成本。
1.5 油淬火—回火彈簧鋼絲適用范圍
油淬火—回火彈簧鋼絲不能完全替代冷拉彈簧鋼絲。特別是小規(guī)格彈簧鋼絲。油淬火—回火彈簧鋼絲是針對汽門彈簧、懸架彈簧的抗疲勞性能，而發(fā)展起來的。而且為了達到最佳效果，還應當在繞簧后結合噴丸處理。彈簧生產企業(yè)在儲存該種鋼絲時應注意其時效作用，使用該種鋼絲繞簧后應及時進行后序處理。避免儲存使用不當造成損失。近幾年隨著對該種產品認知水平的提高，該種產品逐漸應用到離合器彈簧和汽車索具等產品。油淬火—回火彈簧鋼絲是否能夠完全滿足拉簧、扭簧、異型簧及需要鍍層的彈簧的要求，有待于進一步探討。
1.6 油淬火—回火彈簧鋼絲市場形勢簡要分析
中國將成為世界性的加工基地，也是世界上最大的市場。正因如此，油淬火—回火彈簧鋼絲市場的競爭將更趨向熱化。雖然，目前有些大型彈簧廠使用進口鋼絲，但因交貨期，價格等問題，終究有一些局限，而絕大部分彈簧企業(yè)仍選擇使用國內企業(yè)的鋼絲。但隨著國內生產企業(yè)的增加，必然使競爭加劇，特別是今年五月上海一家國內企業(yè)與兩家日本企業(yè)共同投資興建的“巨無霸”廠投產后必將有部分油淬火—回火彈簧鋼絲生產企業(yè)因機制問題、人才問題、技術問題、設備問題、資金問題而被淘汰。而剩下的企業(yè)如不警醒，盡早采取措施，也只能在中低端產品市場艱難的生存。
而 油淬火—回火彈簧鋼絲生產企業(yè)的競爭加劇，不可避免地要進行價格戰(zhàn)和質量大戰(zhàn)，這又給 彈簧生產企業(yè)帶來一定的利益。
2 彈簧的回火處理
2.1 彈簧回火有以下三個目的：
（1）將材料的屈服強度提高到抗拉強度的 90%左右，改善彈簧抗蠕變性能；
（2）釋放拉絲及卷簧過程造成的殘余應力，改善疲勞性能及蠕變性能；
（3）穩(wěn)定彈簧形狀（回火 15-30 分鐘后彈簧外圈會縮到一個穩(wěn)定水平）。
2.2 在彈簧回火的過程中我們一定要注意：
（1）避免以提高溫度縮短時間的方式進行彈簧回火處理；
（2）硬度：隨回火溫度的升高，硬度稍微上升后就下降。疲勞性能最好的溫度略低于硬度最大的溫度；
（3）縮徑：碳鋼彈簧回火時外徑會縮小，所以卷簧時應預留一些尺寸；
（4）彈簧回火色：回火色與溫度和鋼絲表面的殘留物有關，顏色不均勻與溫度分布或爐膛內的氣流有關，如果期望顏色均勻，要管理好爐子及裝料方式；如果局部有油或指印，回火后會變色；
（5）回火溫度：一般采用的回火溫度在250-280℃，如果采用 200-250℃處理鋼絲，雖然可以提高強度，但塑韌性也會損失，可導致拉簧做彎鉤或扭簧彎腿時發(fā)生斷裂；
（6）壓簧：錘打以后輕度低溫回火可以減少變形；
（7）拉簧：回火處理后初應力會有損失，設定偏差時應考慮允許損失量；
（8） 扭簧：卷簧后進行 280℃回火處理，如卷簧后要再加工，低溫回火溫度為 250℃；
（9）拉簧的鉤及扭簧的臂：回火后位置會變，如有準確位置要求，應掌握好變化量。
3 在熱處理過程常出現(xiàn)的加熱缺陷及控制
3.1 過熱現(xiàn)象
我們都知道熱處理過程中加熱過熱最易導致奧氏體晶粒的粗大，使零件的機械性能下降。
1、一般過熱：加熱溫度過高或在高溫下保溫時間過長，引起奧氏體晶粒粗化稱為過熱。粗大的奧氏體晶粒會導致鋼的強韌性降低，脆性轉變溫度升高，增加淬火時的變形開裂傾向。而導致過熱的原因是爐溫儀表失控或混料（常為不懂工藝發(fā)生的）。過熱組織可經退火、正火或多次高溫回火后，在正常情況下重新奧氏化使晶粒細化。
2、斷口遺傳：有過熱組織的鋼材，重新加熱淬火后，雖能使奧氏體晶粒細化，但有時仍出現(xiàn)粗大顆粒狀斷口。產生斷口遺傳的理論爭議較多，一般認為曾因加熱溫度過高而使MNS之類的雜物溶入奧氏體并富集于晶界面，而冷卻時這些夾雜物又會沿晶界面析出，受沖擊時易沿粗大奧氏體晶界斷裂。
3、粗大組織的遺傳：有粗大馬氏體、貝氏體、魏氏體組織的鋼件重新奧氏化時，以慢速加熱到常規(guī)的淬火溫度，甚至再低一些，其奧氏體晶粒仍然是粗大的，這種現(xiàn)象稱為組織遺傳性。要消除粗大組織的遺傳性，可采用中間退火或多次高溫回火處理。
3.2 過燒現(xiàn)象
加熱溫度過高，不僅引起奧氏體晶粒粗大，而且晶界局部出現(xiàn)氧化或熔化，導致晶界弱化，稱為過燒。鋼過燒后性能嚴重惡化，淬火時形成龜裂。過燒組織無法恢復，只能報廢。因此在工作中要避免過燒的發(fā)生。
3.3 脫碳和氧化
鋼在加熱時，表層的碳與介質（或氣氛）中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發(fā)生反應，降低了表層碳濃度稱為脫碳，脫碳鋼淬火后表面硬度、疲勞強度及耐磨性降低，而且表面形成殘余拉應力易形成表面網狀裂紋。加熱時，鋼表層的鐵及合金與元素與介質（或氣氛）中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發(fā)生反應生成氧化物膜的現(xiàn)象稱為氧化。高溫（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度惡化，具有氧化膜的淬透性差的鋼件易出現(xiàn)淬火軟點。為了防止氧化和減少脫碳的措施有：工件表面涂料，用不銹鋼箔包裝密封加熱、采用鹽浴爐加熱、采用保護氣氛加熱（如凈化后的惰性氣體、控制爐內碳勢）、火焰燃燒爐（使爐氣呈還原性）
3.4 氫脆現(xiàn)象
高強度鋼在富氫氣氛中加熱時出現(xiàn)塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為氫脆。出現(xiàn)氫脆的工件通過除氫處理（如回火、時效等）也能消除氫脆，采用真空、低氫氣氛或惰性氣氛加熱可避免氫脆。象現(xiàn)在的連續(xù)熱處理爐淬火后及時回火處理時可在回火過程中兼顧驅氧處理，跟據(jù)目前的使用和統(tǒng)計情況看在連續(xù)式可控氣氛熱處理爐所處理的產品一般是不會出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象的。
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