气门弹簧的热处理

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首先了解下什么是气门弹簧,它是内燃机的关键零件,它和凸轮轴、挺杆、进排气阀门一起控制发动机的进气和排气。气门弹簧的服役条件苛刻,每分钟振动频率高达2500~3000次,工作应力高达700~800MPa,工作温度高达120~150℃。在这种条件下长期工作(2.3×107次以上应力循环)后不允许有疲劳裂纹、断裂破坏,永久变形不能大于规定值,负荷特性不许过多下降、即抗应力松驰(在应变恒定条件下,应力随时间延长而下降称应力松驰)特性高。气门弹簧的断裂事故所产生的后果是很严重的,因此,它被汽车、内燃机行业列为作用极其重要的“A”类零件。

气门弹簧的钢丝直径d大多在2.5~5.5mm范围内,常用油淬火-回火或退火状态的弹簧钢丝。油淬火钢丝卷成弹簧后只需去应力退火处理,最佳的去应力退火可取得最低松驰率,如50CrVA为400℃。而退火状态弹簧钢丝卷簧后应进行淬火、回火处理,淬火易脱碳、变形,对使用性能影响很大。为了保证气门弹簧的品质稳定,现在汽车的气门弹簧已普遍使用油淬火-回火弹簧钢丝。这种纲丝的弹簧组织均匀一致,它们在钢厂经过剥皮和两次涡流探伤(周向和纵向)有缺陷的部位均已在出钢厂前用色漆标记。

该线上的分选器是用色斑探测器自动剔除不合格件。该线能自动控制弹簧的选料长度。卷簧后在回火炉进行回火处理、回火后快冷。喷丸是逐个通过的,喷丸效果稳定均一。为保证轿车气门弹簧具有足够高的抗松驰特性,它们均应通过200~250℃的热定形处理(488发动机气门弹簧是压缩至并圈在240℃保温20min)后快冷完成的。中型载货汽车的气门弹簧只需在室温压并3~5次,以保证服役后尺寸稳定。

最后,成品尚需100%检测,通过负荷分类机将气门弹簧按负荷特性进行分类,并自动上色记。此外还对弹簧的内外径、自由高度、垂直度等尺寸自动检测,还应探伤剔除有裂纹、折叠、气泡、划痕等缺陷的气门弹簧,合格件经喷腊或浸防锈液后包装。