超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種彈簧制造工藝，尤其涉及一種設(shè)計(jì)應(yīng)力>1250MPa的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝。一種超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝在彈簧制造過程中要進(jìn)行氮化處理，以提高彈簧在超高應(yīng)力條件下的耐疲勞程度。在滲氮前對(duì)彈簧進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，也就是在滲氮前對(duì)彈簧進(jìn)行表面強(qiáng)化拋丸能修復(fù)彈簧在磨削和倒角時(shí)產(chǎn)生的端部缺陷，提高滲氮效果，確保產(chǎn)品在疲勞試驗(yàn)和使用中不產(chǎn)生端圈斷裂。本發(fā)明提供了一種能有效生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)力大于1250Mpa的超高應(yīng)力的雙離合器的彈簧；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)于超高應(yīng)力彈簧生產(chǎn)工藝，疲勞壽命達(dá)不到要求，端圈容易斷裂的技術(shù)問題。
【專利說明】超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彈簧制造工藝，尤其涉及一種設(shè)計(jì)應(yīng)力>1250MPa的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，是發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器動(dòng)力傳遞的“開關(guān)”，它是一種既能傳遞動(dòng)力，又能切斷動(dòng)力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它的作用主要是保證汽車能平穩(wěn)起步，變速換擋時(shí)減輕變速齒輪的沖擊載荷并防止傳動(dòng)系統(tǒng)過載。雙離合器的使用，可以使變速器同時(shí)有兩個(gè)擋位嚙合，使換擋操作更加快捷。DSG(Direct Shift Gearbox)變速器主要由多片濕式雙離合器、三軸式齒輪變速器、自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)、電子控制液壓控制系統(tǒng)組成。其中最具創(chuàng)意的核心部分是雙離合器和三軸式齒輪箱。
[0003]超高應(yīng)力雙離合器彈簧是DSG雙離合變速器中的關(guān)鍵部件，這種彈簧由于是超高應(yīng)力設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)應(yīng)力>1250MPa)，制造難度非常高，比常規(guī)的離合器彈簧制造工藝復(fù)雜得多，同樣也比高應(yīng)力氣門彈簧(設(shè)計(jì)應(yīng)力980MPa)制造工藝復(fù)雜得多。
[0004]如中國專利:“高應(yīng)力氣門彈簧的制造工藝(200710170640)”, 一種高應(yīng)力氣門彈簧的制造工藝，其特征在于包括以下工序:卷簧，是將鋼絲坯料卷制成型為半成品彈簧；第一次回火，是將上述卷制成型為半成品彈簧進(jìn)行第一次低溫回火去應(yīng)力；磨簧，是對(duì)上述第一次回火的半成品彈簧的兩個(gè)端面進(jìn)行磨削，使半成品彈簧的自由長度達(dá)到所需的長度；倒角，是去除上述半成品彈簧磨削后的毛刺或者根據(jù)產(chǎn)品裝配要求進(jìn)行倒角；應(yīng)力優(yōu)化，是將上述倒角后的半成品彈簧進(jìn)行應(yīng)力優(yōu)化；第二次回火，是將上述經(jīng)應(yīng)力優(yōu)化后的彈簧進(jìn)行再次低溫回火去應(yīng)力；第一次噴丸，是提高彈簧的疲勞壽命；第二次噴丸，是進(jìn)一步提高彈簧的疲勞壽命；熱壓，是使產(chǎn)品的松弛試驗(yàn)和永久變形能滿足使用需求；負(fù)荷分類，是在線檢測彈黃的負(fù)荷，對(duì)負(fù)荷超差的彈黃進(jìn)行副除，負(fù)荷合格廣品就成為聞應(yīng)力氣門彈黃廣品；上油，是對(duì)上述合格的高應(yīng)力氣門彈簧產(chǎn)品進(jìn)行上油，準(zhǔn)備包裝。
[0005]但是對(duì)于設(shè)計(jì)應(yīng)力大于1250Mpa的彈簧，在現(xiàn)有技術(shù)中沒有做任何的公開。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種能有效生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)力大于1250Mpa的超高應(yīng)力的雙離合器的彈簧；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)于超高應(yīng)力彈簧生產(chǎn)工藝，疲勞壽命達(dá)不到要求，端圈容易斷裂的技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的:超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:包括以下工藝步驟:
第一步，進(jìn)行原材料的選擇和檢查；
第二步，將鋼絲胚料冷卷成型；
第三步，對(duì)冷卷成型后的彈簧進(jìn)行去應(yīng)力退火；
第四步，對(duì)彈簧的兩端面進(jìn)行磨削和端圈倒角；第五步，氮化前進(jìn)行拋丸強(qiáng)化處理，保證氮化表面不會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)、氮化過程滲氮厚度均
勻；
第六步，退磁清洗；
第七步，對(duì)彈簧進(jìn)行表面氮化，控制白亮層厚度< 2 μ m，控制表面硬度825~975HV0.5 ； 第八步，氮化后的進(jìn)行兩次拋丸處理，提高疲勞壽命；
第九步，彈簧進(jìn)行熱強(qiáng)壓處理；
第十步，檢驗(yàn)與試驗(yàn)；
第十一步，表面防銹處理。
[0008]由于本發(fā)明要求生產(chǎn)的是超高應(yīng)力的彈簧，由于彈簧的應(yīng)力要求是大于1250Mpa，因此就需要在工藝中進(jìn)行氮化處理，以提高彈簧在超高應(yīng)力條件下的耐疲勞程度。滲氮過程中，通常會(huì)出現(xiàn)滲氮不均勻，白亮層厚度過厚，雖然白亮層厚度大耐磨性好，但是表面脆性也大，容易形成疲勞源，造成疲勞斷裂，為了保障在滲氮過程中能實(shí)現(xiàn)滲氮的厚度均勻，在滲氮前對(duì)彈簧進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，鋼丸的硬度、強(qiáng)度和鋼丸的直徑都較大，其功效并不僅僅是為了清理彈簧表面氧化皮，而是為了確保彈簧在后續(xù)的氮化過程中，能有效抑制氮化表面出現(xiàn)斑點(diǎn)，使得彈簧表面達(dá)到一定的表面硬度，提高產(chǎn)品的疲勞壽命，同時(shí)，滲氮前對(duì)彈簧進(jìn)行表面強(qiáng)化拋丸能修復(fù)彈簧在磨削和倒角時(shí)產(chǎn)生的端部缺陷(磨削和倒角傷痕、毛刺)，確保產(chǎn)品在疲勞試驗(yàn)和使用中不產(chǎn)生端圈斷裂。
[0009]作為優(yōu)選，所述的氮化前拋丸強(qiáng)化處理，鋼丸直徑為0.7mm,鋼丸硬度為HV700級(jí)的，拋丸強(qiáng)度為0.30-0.45A，覆蓋率> 90%。拋丸強(qiáng)度大，對(duì)彈簧表面進(jìn)行強(qiáng)化，為后續(xù)的滲氮工藝提供保障。
[0010]作為優(yōu)選，所述的氮化處理時(shí)控制氮化層深度為0.08、.12mm，控制距離彈簧表面
0.05mm深度處的硬度≤650HV0.5，控制芯部硬度≤520HV10。氮化過程包括前處理-上料-抽真空-升溫-滲氮?dú)夥湛刂?保溫-降溫-下料-檢驗(yàn)試驗(yàn)。通過氮化后，保證彈黃的表面硬度和強(qiáng)度，提聞了在超聞應(yīng)力條件下的使用壽命。
[0011]作為優(yōu)選，彈簧氮化后經(jīng)過兩次拋丸；氮化后第1次噴丸用滾筒式拋丸機(jī)進(jìn)行，采用0.8mm的鋼丸，鋼丸硬度HV800級(jí)，強(qiáng)度為0.45~0.55A，覆蓋率> 90% ;氮化后第2次噴丸用履帶式拋丸機(jī)進(jìn)行，采用0.4mm的鋼丸，鋼丸硬度HV640級(jí)，強(qiáng)度為0.25、.35A，覆蓋率≤100%。
[0012]作為優(yōu)選，原材料選用S1-Cr-V-Ni高強(qiáng)度超純凈油回火合金鋼絲，脫碳和表面不良深度要求:無全脫碳，部分表面脫碳和表面缺陷的深度< 0.5%d，其中d為鋼絲直徑，非金屬夾雜物15um。強(qiáng)度好,提高后續(xù)的滲氮效果。
[0013]作為優(yōu)選，在第八步后剔除端圈夾雜的鋼丸然后再進(jìn)行第九步的熱強(qiáng)壓處理。強(qiáng)壓效果好，不會(huì)因?yàn)殇撏鑺A雜其中造成彈簧表面壓痕而影響疲勞壽命。
[0014]作為優(yōu)選，在第二步冷卷成型時(shí)，控制卷簧速度<90只/分鐘，在冷卷成型時(shí)自動(dòng)探測剔除表面有缺陷的材料，對(duì)稱控制端圈螺旋角，控制端圈的25°處間隙< 0.2mm,0.75圈的間隙不能大于工作圈的間隙。
[0015]作為優(yōu)選，第三步的去應(yīng)力退火溫度在410°C~430°C，時(shí)間為40~60分鐘。
[0016]作為優(yōu)選，彈簧兩端磨削面> 280°，端頭厚度> 1.5d，距端頭0.5圈處厚度^ 0.65d (d為材料鋼絲線徑)。在退磁清洗后，要求剩磁< 3高斯。彈簧的熱強(qiáng)壓在專用的全自動(dòng)彈簧熱強(qiáng)壓機(jī)上進(jìn)行。設(shè)定溫度在200-260°C，控制靜壓時(shí)間30-40秒，壓力設(shè)定、限位防錯(cuò)。彈簧的表面防銹處理應(yīng)浸涂一種軟膜防銹油，通過離心甩干時(shí)間控制油膜厚度。
[0017]因此，本發(fā)明的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝具備下述優(yōu)點(diǎn):利用滲氮工藝提高產(chǎn)品在超高應(yīng)力條件下的使用壽命，保證500萬次不失效，能夠生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)力大于1250Mpa的超高應(yīng)力離合器彈簧。同時(shí)為了保證滲氮效果，降低單圈的和端圈的斷裂可能性，提聞廣品的性能。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過實(shí)施例，對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0019]實(shí)施例:
一種設(shè)計(jì)應(yīng)力>1250MPa的超高應(yīng)力雙離合器彈簧的制造工藝，具體如下:
選用符合要求的原材料:Φ3.85±0.025，OTEVA 90SC, Rm=2080-2180MPa。在數(shù)控卷簧 機(jī)上進(jìn)行冷卷成型:總?cè)?shù)5.0±0.05圈，長度29.2±0.15，兩端相鄰圈25°處間隙
0.2mm,兩端支撐圈間隙0-0.75圈均勻過渡、0.75圈間隙不能大于工作圈,卷簧成型速度<90件/分，外徑15.64±0.2作X~R控制、Cpk≤1.33 (頻次5件/小時(shí))，自動(dòng)探測剔除表面有缺陷的材料。彈簧進(jìn)行420°C去應(yīng)力退火，保溫時(shí)間為60分鐘。彈簧兩端面磨削，磨面角度280-300度，端頭剩余厚度> 0.58mm，0.5圈厚度> 2.5mm。兩端圈倒外角1*45°。氮化前拋丸處理，拋丸強(qiáng)度為0.30~0.45A，覆蓋率≤90%。退磁清洗，要求剩磁<3高斯。氮化指標(biāo):表面硬度8 35~975HV0.5、距彈簧表面0.05mm深度處的硬度≤650HV0.5、白亮層厚度≤2um、氮化層深度0.08~0.12mm、芯部硬度≤520HV10。彈簧氮化后經(jīng)過兩次拋丸；氮化后第1次拋丸用滾筒式拋丸機(jī)進(jìn)行，采用0.8mm的鋼丸，鋼丸硬度HV800級(jí)，強(qiáng)度為0.45、.55A，覆蓋率> 90% ;氮化后第2次拋丸用履帶式拋丸機(jī)進(jìn)行，采用0.4mm的鋼丸，鋼丸硬度HV640級(jí)，強(qiáng)度為0.25~0.35A，覆蓋率≤100%。熱強(qiáng)壓:溫度在240±5°C，控制靜壓時(shí)間35秒，壓力設(shè)定、限位防錯(cuò)。全尺寸和外觀缺陷通過自動(dòng)影像分選機(jī)進(jìn)行。檢驗(yàn)試驗(yàn):見下表:
【權(quán)利要求】
1.超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:包括以下工藝步驟: 第一步，進(jìn)行原材料的選擇和檢查； 第二步，將鋼絲胚料冷卷成型； 第三步，對(duì)冷卷成型后的彈簧進(jìn)行去應(yīng)力退火； 第四步，對(duì)彈簧的兩端面進(jìn)行磨削和端圈倒角； 第五步，氮化前進(jìn)行拋丸強(qiáng)化處理，保證氮化表面不會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)、氮化過程滲氮厚度均勻； 第六步，退磁清洗； 第七步，對(duì)彈簧進(jìn)行表面氮化，控制白亮層厚度< 2 μ m，控制表面硬度825~975HV0.5 ； 第八步，氮化后的進(jìn)行兩次拋丸處理，提高疲勞壽命； 第九步，彈簧進(jìn)行熱強(qiáng)壓處理； 第十步，檢驗(yàn)與試驗(yàn)； 第十一步，表面防銹處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:所述的氮化前拋丸強(qiáng)化處理，鋼丸直徑為0.7mm，鋼丸硬度為HV700級(jí)的，拋丸強(qiáng)度為0.30-θ.45A，覆蓋率≥90%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:所述的氮化處理時(shí)控制氮化層深度為0.08、.12mm,控制距離彈簧表面0.05mm深度處的硬度≥650HV0.5，控制芯部硬度≥520HV10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:彈簧氮化后經(jīng)過兩次拋丸；氮化后第1次拋丸用滾筒式拋丸機(jī)進(jìn)行，采用0.8mm的鋼丸，鋼丸硬度HV800級(jí)，強(qiáng)度為0.45、.55A，覆蓋率> 90% ;氮化后第2次拋丸用履帶式拋丸機(jī)進(jìn)行，采用0.4mm的鋼丸，鋼丸硬度HV640級(jí)，強(qiáng)度為0.25~0.35A，覆蓋率≥100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:原材料選用S1-Cr-V-Ni高強(qiáng)度超純凈油回火合金鋼絲，脫碳和表面不良深度要求:無全脫碳，部分表面脫碳和表面缺陷的深度≤0.5%d，其中d為鋼絲直徑，非金屬夾雜物15um。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:在第八步后剔除端圈夾雜的鋼丸然后再進(jìn)行第九步的熱強(qiáng)壓處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:在第二步冷卷成型時(shí)，控制卷簧速度< 90只/分鐘，在冷卷成型時(shí)自動(dòng)探測剔除表面有缺陷的材料，對(duì)稱控制端圈螺旋角，控制端圈的25°處間隙< 0.2mm,0.75圈的間隙不能大于工作圈的間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高應(yīng)力雙離合器彈簧制造工藝，其特征在于:第三步的去應(yīng)力退火溫度在410°C~430°C，時(shí)間為40~60分鐘。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK103567716SQ201310353649
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】邵承玉, 姜國焱, 沈有忠 申請(qǐng)人:杭州富春彈簧有限公司