阅读说明：本技术 一种高强合金弹簧弹力稳定化热处理方法 (High-strength alloy spring elastic force stabilization heat treatment method ) 是由 孙建通 白俊炜 徐晶 王聪 司亮 王春雷 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高强度合金材料的弹簧的稳定化热处理方法,属于高强度合金加工技术领域。本发明对3J21弹性合金丝材的限位弹簧进行稳定化处理,首先将弹簧安放在固定的结构中,从室温T1以一定的升温速率υ均匀加热至温度T2,保持时间为t1,然后关闭电源,使弹簧在炉腔内自然至室温T1。本发明在固定装置中将弹簧在工作高度状态下的内部残余应力进行释放,在不改变材料状态的前提下提高弹力值的稳定性,从而满足机械密封结构用弹簧的使用要求。(The invention relates to a stabilization heat treatment method for a spring made of a high-strength alloy material, and belongs to the technical field of high-strength alloy processing. The invention carries out stabilization treatment on the limiting spring of the 3J21 elastic alloy wire material, firstly, the spring is placed in a fixed structure, the spring is uniformly heated to the temperature T2 from the room temperature T1 at a certain heating rate upsilon, the holding time is T1, and then, the power supply is turned off, so that the spring is naturally heated to the room temperature T1 in a furnace chamber. According to the invention, the internal residual stress of the spring in the working height state is released in the fixing device, and the stability of the elastic value is improved on the premise of not changing the material state, so that the use requirement of the spring for the mechanical sealing structure is met.)

一种高强合金弹簧弹力稳定化热处理方法

技术领域

本发明属于高强度合金加工技术领域，涉及Co-Gr-Ni合金材质的弹簧的热处理，更具体地，涉及一种Co-Gr-Ni合金材质的限位弹簧弹力值稳定化的热处理方法。

背景技术

高强合金材料由于其高的强度、塑性、良好的机械性能和失效硬化性能等特点，同时在高温条件下又具备耐腐蚀和机械性能，是目前航空航天、密封元件及船舶交通运输等领域的常用材料。

在航天或武器类产品机械密封结构中，高温合金材料弹簧向密封组件提供固定放行作用力，使机械密封面存在一定端面比压，从而实现机械密封面达到密封效果。由于上述类产品皆存在一定的贮存期，在贮存期内弹簧由于受压变形、加工残余应力得到一定程度的释放，同时弹簧自身材料也产生应力松弛，在几者共同作用下弹簧弹力值发生衰减，机械密封出现泄漏。

发明内容

基于上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种高强合金弹簧弹力稳定化热处理方法，在提高零件加工合格率的前提下弱化服役过程中弹力值衰减严重的问题。

本发明的技术方案如下：

一种高强度合金限位弹簧的弹力稳定化热处理方法，步骤如下：

（1）对弹性合金丝材进行绕制成满足固定参数、力值要求的弹簧；

（2）将弹簧安装在固定装置中，使其保持在工作高度；

（3）将安装弹簧后的固定装置放入加热炉中，从室温T1以升温速率υ的加热速度均匀加热至温度T2±5℃；

（4）调整加热炉，使固定装置在T2温度下保持时间t1；

（5）关闭加热炉，使固定装置在自然状态恢复至温度T1。

所述的步骤（1）中弹性合金材料各成分的质量百分含量为：C 0.07~0.12%，Mn1.70~2.30%，Si ≤0.60%，P ≤0.010，S ≤0.010%，Co 39.0~41.0%，Cr 19.0~21.0%，Ni14.0~21.0%，Mo 6.50~7.50%，余量为Fe，属于钴-铬-镍合金。

所述的步骤（2）弹簧在固定装置中的高度h，根据使用高度调整。

所述的步骤（2）中固定装置的结构为，导向螺栓设置壳体的内腔中，调整压板套装在导向螺栓上，壳体的底座上设置弹簧限位槽，弹簧安装在限位槽和调整压板之间。

步骤（3）中升温速率υ为10±2℃/min，温度T2为145-155℃。

步骤（4）中保温时间t1为290-310min。

本发明所达到的有益效果：本发明能够根据弹簧的实际工作状态进行高度调整后进行稳定化处理，大幅度提高弹簧的热处理质量，从而提高其使用寿命。

该工艺包括限位固定+均匀升温+恒温保温+随炉冷却，能够大幅提高弹簧热处理质量，从而大幅度降低弹簧在服役过程中的应力衰减现象，提高其使用寿命。

附图说明

图1是本发明的工艺过程图。

图2是本发明的固定装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例

下面对本发明的较佳的实施例进行阐述，以便本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明的包含范围做出更为清楚明确的界定。

一种高强度合金限位弹簧的弹力稳定化热处理方法，具体包括如下步骤：

（1）对Co-Gr-Ni合金（国标中命名为3J21合金）丝材进行绕制成满

足固定参数、力值要求的弹簧；弹性合金材料各成分的质量百分含量为：C 0.07~0.12%，Mn 1.70~2.30%，Si ≤0.60%，P ≤0.010，S ≤0.010%，Co 39.0~41.0%，Cr 19.0~21.0%，Ni 14.0~21.0%，Mo 6.50~7.50%，余量为Fe；

（2）安装组合：将弹簧摆放于固定装置中，固定装置的结构为，导向螺栓2设置壳体3的内腔中，调整压板1套装在导向螺栓上，壳体的底座上设置弹簧限位槽，弹簧安装在限位槽和调整压板之间；通过调整压板的高度进行弹簧高度的限定，如图2；

（3）将如图2装配后的固定装置放入加热炉中，从室温开始加热，升温速率为10℃/min，升温至150±10℃；

（4）将固定装置在150±10℃环境下保温300±10min；

（5）关闭加热炉电源，使固定装置随加热炉一起冷却，炉腔温度至室温时将固定装置取出；

（6）分解取出弹簧，对弹簧力值进行筛选。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，此类改进和变形也应视为本发明的保护范围。