HB Z 358-2005 航空钢弹簧制件热处理.pdf

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1、中华人民共和国航空行业标准FL 6310 HB/Z 358-2005 航空钢弹簧制件热处理Heat treatment for spring parts of steel for aviation 2005-12-26发布 , . 眉霄EEiIlli-IIll-!l aEEE- E , 川山呻川HHMMM民飞卜川川1吁iUHHH川川呻川Hnu-配U们UHnuHHHMMMM晴nut-tE川OHHHMM闹闹putt-Et配nu七们川川川川厅川，jtttEEE气lJMMMMM川nOHH川叫1tainu-zaEaEaESESESESE EE- .，El!lEABE- 2006一05一01实施国防科学技

2、术工业委员会发布目IJ1=1 本指导性技术文件的附录A、附录B是资料性附录。本指导性技术文件由中国航空工业第一集团公司提出。本指导性技术文件由中国航空综合技术研究所、北京航空材料研究院归口。HB/Z 358-2005 本指导性技术文件起草单位:庆安集团有限公司、太原航空仪表有限公司、沈阳飞机工业(集团)有限公司。本指导性技术文件主要起草人:樊世昆、左卫民、刘连生、焦清t羊。HB/Z 358-2005 航空钢弹簧制件热处理.的鼓用事T闹剧叩23材旺而的艺注然期工是二，日T凡叫注A4口。J、，-、设款术引条技旧的性F柑划脚比技术本刊技于MM性用情导适咐料指不叫本均3为版些成订这的理而修用丝丝阻阳明

3、浦刊刊印刷栩栩热的的容否用兑弹丝弹牛内是法说哥金钢金刷刷刻的究。方理处合丝簧合簧簧术误研件验范范Et执川机带钢弹硅弹弹技勘方文法试去带丝见见如在艺空铭呻簧金锚他即向一叫等件款川阳件于脱材洛素簧簧锈素要金用用用理热理用结结门簧处津津ff根问问一以件瞅附一以翻删佩蜗碳弹弹不碳重合脏脏脏制脏阴阳脏脏阀弹热油油阀阀阳技和技眼中后技本891078888334561性制性口件随性版M细细munMAKN刃剑mmn4850%且引仍Mwmmmnl导控导曰文其导新2221344445刀刃mA元钊们811555555572指量指细列指最厅厅厅厅厅厅厅厅厅厅B3B555ZZ厄厅厅厅厅厅厅厅t回本质本脱下件本其mmmm

4、mmmmmmmmmmm言、最文据1艺2用根件HB/Z 358-2005 3 常用材料牌号及技术标准航空钢弹簧制件常用的材料牌号及技术标准见表l。未列入表1的其他牌号钢弹簧制件的热处理可参照本指导性技术文件进行。表1航空钢弹簧制件常用材料牌号及技术标准材料种类材料牌号技术标准I组、II组GJB 5260 B组、C组、D组GBrr4357 碳素弹簧钢丝aE级、F级、G级GB厅43581I.组专用技术条件55、60、65、65Mn、70、70MnYBrr 5103 50CrVA YB厅5008汹洋火-回火弹簧钢丝55CrSiA YBrr 5105 60Si2MnA YB厅5104热处理弹簧钢带65M

5、n、60Si2MnA、70Si2CrAYBrr 5063 60Si2MnA、65Si2MnWAGJB 5259、GBrr5218 合金弹簧钢丝50CrVA GJB 5259、GB厅5218、YB厅5136合金弹簧钢带65Mn、60Si2MnA、65Si2MnWA、50CrVAGB厅3279、YB厅5058碳素工具钢T7A、T8A、四AGB厅1298ICr18Ni9 GJB 3320、YB(T)11 lCr18Ni9Ti、4Cr13、OCr18NillTiGB厅42403Cr13 GJB 3320、GB厅4240不锈钢OCr19Nil0、OCrl7Ni8AlYB(T) 11 OCrI2Mn5Ni

6、4Mo3Al GJB 3320 OCrl 7Ni7Al GJB 3320、GBrr4231lCrllNi23Ti3MoB 专用技术条件a碳素弹簧钢丝的I组、II组、11.组、B组、C组、D组、E级、F级、G级为强度级别代号，每种级别在相应材料技术标准中可选用不同的材料牌号。4 设备4.1 加热和冷却设备4. 1. 1 弹簧制件的津火、正火和退火加热应在盐浴炉、保护气氛炉或真空炉中进行。若使用空气炉进行加热，制件应用木炭或铸铁屑覆盖保护。回火、消除应力和时效加热应在碱浴炉、硝盐炉、真空炉、油浴炉或空气炉中进行。4.1.2 溥火、回火、时效和消除应力热处理，应选用HB5354规定的III类或III

7、类以上加热炉。预备热处理应选用HB5354规定的W类或IV类以上加热炉。4.1.3 加热炉应配备温度自动调节、记录和报警装置，并应符合HB5354的规定。4.1.4 保护气氛炉应能根据热处理工艺要求调节和控制炉内气氛，保护气体不应直接冲刷弹簧。4.1.5 盐浴炉应定期用校正剂脱氧，并按有关标准或专用技术文件进行脱氧效果检查。2 HB/Z 358-2005 4.1.6 真空炉应符合HB/Z191的规定。4.1.7 油浴炉的使用温度应在所用油的安全使用范围内。4.1.8 硝盐浴或碱浴的成分、配比、熔化温度和使用温度应符合田/Z136的规定，槽液技术要求应符合HB5354的规定。4.1.9 洋火冷却

8、槽应符合HB5354的规定。4. 2 清理、清洗设备4.2.1 弹簧制件清理可用喷砂机、喷丸机、酸洗槽等设备，并应根据制件表面状态要求，选用合适的砂、丸的粒度，砂或丸中不应混有对制件产生有害影响的成分。不推荐采用酸洗方法进行清理，若使用酸洗方法，应防止产生氢脆、过腐蚀等缺陷。4.2.2 清洗设备应满足弹簧制件表面质量的要求。4.3 工装4.3.1 加热时装载制件的工装夹具不应对制件产生有害影响，并应保证制件放置平稳、变形小以及进出炉方便。4.3.2 制件变形要求严时，可使用专用夹具或模具。5 工艺材料5. 1 热处理用盐应符合田5408的要求，碱和校正剂应符合HB5354的要求，盐、碱和校正剂

9、对弹簧制件不应产生超过规定深度的脱碳、增碳、腐蚀及其它有害作用。5.2 卒火油应符合HB5415或专用技术文件的要求，使用温度一般在1O.C100.C的范围内。5. 3 卒火用水和水溶液不应含有对弹簧制件产生不良影响的物质。水溶液的榕质应符合相应标准的要求，水溶液的成分和浓度应符合弹簧制件碎火的要求。5.4 保护用木炭和铸铁屑使用前应烘干，木炭颗粒适中。术炭和铸铁屑不应对弹簧制件产生脱碳、增碳或其它有害影响。6 工艺6. 1 冷拉钢丝弹簧制件6. 1. 1 材料状态和制件热处理作用弹簧制件制造前的材料状态为形变硬化，弹簧制件热处理的目的是为了消除应力。6.1.2 摆放弹簧制件消除应力处理时应注

10、意摆放，避免弹簧制件热处理后变形。6.1.3 变形趋势消除应力后弹簧制件尺寸会略有变化。绕在心轴上的弹簧制件经热处理卸下心轴后，直径方向的尺寸会稍有涨大;自由状态的碳素钢丝弹簧制件热处理后直径有收缩减小趋势，自由状态的不锈钢弹簧制件热处理后直径有涨大趋势。温度越高，涨大或减小的趋势就越明显。6.1.4 重复热处理消除应力处理重复次数不限。6.1.5 热处理制度冷拉钢丝弹簧制件的消除应力制度见表2。6.2 油津火一回火弹簧钢丝和热处理弹簧钢带弹簧制件6.2. 1 材料状态和制件热处理作用弹簧制件制造前的材料状态为油悴火一回火的钢丝或已经热处理的钢带，弹簧制件热处理的目的为消除应力。6.2.2 重

11、复热处理3 HB/Z 358-2005 消除应力处理重复次数不限。6.2.3 热处理制度油津火一回火弹簧钢丝和l热处理弹簧钢带弹簧制件的消除应力制度见表3。6.3 沉淀硬化型不锈钢弹簧制件6.3.1 材料状态和制件热处理作用弹簧制件制造前的材料状态为固溶处理十冷变形，弹簧制件热处理的目的是时效强化。6.3.2重复热处理时效处理的重复次数不限。6.3.3 热处理制度沉淀硬化型不锈钢弹簧制件的时效处理制度见表4。表2冷拉钢丝弹簧制件的消除应力制度材料种类材料牌号温度保温时间冷却介质 I组、II组、II.组、B碳素弹簧钢丝组、C组、D组、E260300 浴炉:(15 20)min + 空气或水c级、

12、F级、G级5minJmm。lCr18Ni9 空气炉:(2025)min + 不锈弹簧钢丝lCr18Ni9Ti 260450b (1015)minJmmQ 空气或水C，OCr19Nil0 OCr18Nill Ti a常用温度为280.C。b根据弹簧制件的具体情况，温度可适当调整，常用温度为350.C-450.C。c从浴炉(硝盐炉、碱槽)中取出的弹簧制件立即放入热水中冷却和清洗，然后用流动水清洗，直到硝盐或碱清洗干净为止。最后用压缩空气吹干或在炉中加热至100.C150.C烘干。表3油洋火一回火弹簧钢丝和热处理弹簧钢带弹簧制件的消除应力制度材料品种材料牌号温度保温时间冷却介质 50CrVA 55C

13、rSiA 380400 主主2h空气泊I卒火一回火弹簧钢丝60Si2MnA 55、60、65、65Mn、浴炉:(1 5 20)min + 70、70Mn260-300 5minJmm。空气或Jj(b空气炉:(2025)min + 热处理弹簧钢带65Mn、60Si2MnA(1015)minJmm。70Si2CrA 300420 2h 空气a常用温度为280.C。b从浴炉(硝盐炉、碱槽)中取出的弹簧制件立即放入热水中冷却和清洗，然后用流动水清洗，直到硝盐或碱清洗干净为止。最后用压缩空气吹干或在炉中加热至100.C-150.C烘干。表4沉淀硬化型不锈钢弹簧制件的时效处理制度温度a保温时间冷却抗拉强度

14、材料牌号 h 介质Rm(h) MPa OCr17Ni8AI 470 510 空气Rm(b)增加值不小于245低硬状态(DY)Rm(h)1230 OCrl 7Ni7Alb 475 空气半硬状态(BY)Rm(Oh)二三1420硬状态(Y)Rm(b)注1720420500 13 空气不同规格按GJB3320的规定-4 HB/Z 358-2005 表4(续)温度a保温时间冷却抗拉强度材料牌号 h 介质Rm(，) 如fPaOCr12Mn5Ni4M03Al 500540 2 空气不同规格按GJB3320的规定二三980(直径2mm5mm丝材，冷作硬化20%)1080(直径2mm5mm丝材，冷作硬化40%)

15、lCrllNi23Ti3孔10B700 5 空气二1130 (直径lmm2mm丝材，冷作硬化20%)1320(直径lmm2mm丝材，冷作硬化40%)二1370 (直径lmm-2m 2mm-4mm 4mm8mm 8mm-lOmm t卒火盐滔炉3-4 4-5 5-6 6-8 8-12 空气炉6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 回火浴炉15-18 15-18 15-18 20-30 25-35 空气炉20-30 30-35 30-35 30-40 40-50 L_ _一一一表8铜板、钢带弹簧制件津火、回火加热保温时间热处理类型炉子类型保温时间猝火盐浴炉(3-5)min+ (0.5-

16、1)minlmm条件厚度空气炉(10-15) min+ lminlmm条件厚度回火活炉(l0-20)min+ (0.5-l)minlmm条件厚度空气炉(20-40)min+ (1-2)minlmm条件厚度6.4.3.4 采用真空炉进行小弹簧制件的油碎时，由于制件的热容量较小，转移过程中温度降低较多容易产生悴火效果差的问题，可采取增大热容量的措施来解决。6.4.3.5 弹簧制件洋火至回火之间的间隔时间一般不应超过2h。6.4.3.6 为了提高弹簧制件的强韧性和使用寿命，减少热处理变形，可采用等温洋火或分级碎火代替油悴，但在高温应力松弛或蠕变条件下工作的弹簧制件，不应进行等温洋火或分级津火。常用钢

17、弹簧制件的等温或分级津火制度见表9。表9常用钢弹簧制件的等温或分级津火制度等温或分级1卒火回火抗拉强度硬度值制件的厚度等温制度b材料牌号S或直径D力u热温度a加热温度时间Rm(b) HRC m1 C 温度时间C 自unMPa C mm S:三2800 340-360 15-20 45.5-49.5 T9A - -260100 100士10100150 200士10150士10150180 180士10 180230 250士10230士10注2允许采用高于工作温度20.C士10.C作为第一次加温加荷时效处理。A.4 预疲劳处理(循环稳定处理)预疲劳处理是将弹簧在工作高(长)度先进行一定次数的加

18、载循环，一般为100.2000次。8 HB/Z 358一2005附录B(资料性附录)弹簧制件热处理常见的缺陷及防止措施弹簧制件热处理常见的缺陷及防止措施见表B.l。表B.1弹簧制件热处理常见的缺陆及防止措施缺陷类型产生原因防止措施1、洋火加热盐浴炉脱氧不充分充分脱氧表面脱碳或元素贫化2、保护气氛禾调整好把气氛调整好3、真空炉真空度过高过低，或漏气率太高。选择适当的真空热处理参数1、洋火转移速度过慢加快I卒火转移速度硬度不足2、洋火力日热表面脱碳盐浴炉充分脱氧，或使用气氛炉、真空炉3、洋火温度过高，残余奥氏体过多进行冷处理1、应力过大充分消除应力变形过大2、心轴或夹具设计不合理设计合适的心轴或夹

19、具3、装炉方式不合理合理摆放4、加温加荷时效处理时压缩过分选用合适的加温加荷时效处理温度和压缩量1、盐浴内腐蚀性杂质过高及时充分脱氧表面腐蚀2、没有及时清理残盐及时清理残盐3、零件表面不洁净热处理前后加强清洗1、原材料有缺陆加强原材料检验t卒火后开裂2、加热速度过快，没有预热或预热不当进行合适的预热3、洋火剂选择不当选用合适的洋火剂4、宇平火加热温度过高，保温时间过长选用合适的洋火温度和保温时间1、在脆性区回火回火时快冷或避免在脆性区回火脆性大2、硬度过高选用合适的回火温度3、过热选用合适的洋火温度1、设计不合理设计重新计算2、硬度不足按硬度不足原因采取措施弹力低3、表面脱碳或元素贫化按表面脱

20、碳或元素贫化采取措施4、热处理后，材料尺寸变小或弹簧外径变大热处理时采用合适工装和减少材料尺寸变小的措施1、设计不合理设计重新计算弹力高2、硬度高提高回火温度3、热处理后，弹簧螺距不均匀或弹簧外径变热处理时采用合适工装和减少蝶、距不均匀的措施9 的OONl山的N回国帷理业处行丸川归空牛m航训)司司蜡吓05呻簧NU如弹犯民何mm人空件航* 中国航空综合技术研究所出版(北京东外京顺路7号)中国航空综合技术研究所印刷车间印刷北京1665信箱发行版权专有不得翻印开本880X12301/16 印张1字数26千字2006年4月第一版2006年4月第一次印刷印数1-200定价8.00元书号:标301.2262号Z 3 5 8 - 2 0 0 5 H B