油淬火弹簧横截面形状的发展

近年来，随着汽车工业技术的不断发展，尤其是对气门弹簧的横截面形状的研究和使用也取得了很大的发展。现较常用的异型截面主要有椭圆形和卵形。采用这种截面钢丝制成的弹簧，具有诸多优点：减小弹簧静载应力、提高弹簧特性指数、在相同载荷下可减小弹簧尺寸，从而可减小发动机设计空间等。桑塔纳轿车发动机的气门弹簧就采用的是椭圆形截面油淬火一回火弹簧钢丝。

油淬火油淬火的危害

油类淬火介质在对流冷却阶段具有缓慢的冷速，所以它仍然是合金钢特别是高合金钢的主要淬火剂。但淬火油闪点低，在与热的工件接触时，有着火的危险，若是大件淬火，危险性还会进一步加大．因淬火油使用不当而引发的火灾事故，在仍时有发生，不仅造成了巨大的经济损失也对环境和安全生产构成了巨大的威胁。出现火灾惨剧，不只是操作上的原因，与淬火系统设计也有关系。

油冷淬火出现火灾的潜在原因大致可以分为淬火油本身(老化)、外来污染(含有水分或低闪点成分的其他组分)、系统设计(冷却、搅拌等)以及使用(故摩、油面低等)等几个方面的原因。

注：1．钢丝经油淬火一回火处理后交货。回火处理后交货。 2．直径大于6．OOmm的钢丝应进行弯曲试验，不得产生裂纹或破断。产生裂纹或破断。 3．直径小于或即是6．OOmm的钢丝经缠绕试验不得产生裂纹或破断。缠绕试验不得产生裂纹或破断。(4)用途适用于普通机械弹簧使用。机械弹簧使用。

油淬火概述

油淬火一回火(Oil Quenched and Tempered)处理又称调质热处理，油淬火一回火弹簧钢丝的生产工艺特点是将冷拔到规定尺寸的钢丝进行淬火和回火处理。经过处理的钢丝具有回火屈氏体组织，钢丝强韧性好、疲劳极限高、热稳定性好，明显优于传统的冷拔弹簧钢丝，是制造汽车气门弹簧和悬挂弹簧的理想材料。

油淬火发展

20世纪90年代前，我国油淬火一回火弹簧钢丝主要以碳素类和一定量的50crV为主。进入90年代后，随着钢丝生产企业技术的发展和汽车工业的发展需求不断提高，55crsi(sAE9254)、67crV(sAE6150)等钢种所占比例越来越大，总量也越来越高。据有关资料报道，90年代左右，日本著名弹簧制造企业铃木的CrSi油淬火一回火弹簧所占比例已达总量的70%以上，而我国相关企业的情况远低于该比例。

油淬火原料

国内油淬火一回火弹簧钢丝生产企业的55crSi原料有相当数量采用从日本进口的盘条。日本主要原料生产厂家为住友(提供suPl2)、新日铁和神户制钢(提供sAE9254)。但随着宝钢集团上海二钢从国外进口全套油淬火一回火弹簧钢丝生产设备后，这些企业联合对中国限量销售，以保证日本油淬火弹簧钢丝在中国的销售利益，2005年甚至取消向国内提供油淬火弹簧钢盘条。同时应该看到的是，国产原料，特别是宝钢生产的55CrSi盘条，在国内的销量不断增加。但在盘条的表面质量及组织稳定性控制等方面，仍与日本盘条有较大差距。具体反映为盘条中常发现轧制缺陷、钢丝生产当中常有脆断、仍有纯脱碳现象发生，给后道钢丝生产带来很大不良影响。

淬火油普通淬火油

一般采用各种矿物油（如全损耗系统用油）作为淬火介质。油作为淬火介质的最大优点是：相对水而言，在淬火冷却过程中，能在较高温度进入冷却速度较缓慢的对流阶段，有利于减少工件的淬火变形和开裂倾向。

普通淬火油的缺点是：

（1）油的冷却能力要比水小得多，特别是在（500 650℃）温度范围内的冷却速度不足，而此温度段又正是过冷奥氏体最不稳定的鼻尖区域。因此，使用时常需搅拌，以增加冷却能力，但有时也会增加工件变形程度。

（2）作为淬火介质的矿物油，要求具有较高的闪点。否则，在使用时着火的危险较大，安全性差。

（3）产生油烟污染环境。

（4）淬火油（包括各种新型淬火油）经长期使用后会变质，冷却能力下降，从而影响工件的淬火质量。如：淬不透、淬不硬，产生软点等。普通淬火油只适用于过冷奥氏体稳定性高、淬透性好的各类合金钢及截面小于5mm的碳钢工件淬火。

淬火油高速淬火油

高速淬火油是指那些在高温区冷却速度得到提高的淬火油。获得高速淬火油的基本途径有两种：

（1）合理选取不同类型和不同粘度的矿物油，以适当的配比相互混合，获得高速淬火油。

（2）在普通淬火油中加入添加剂，获得高速淬火油。

高速淬火油适合于截面较大的碳钢或低合金工件，使用温度为20～80℃，温度不易太高，以防加速老化，油中严禁渗入水分，以免影响冷却效果。

淬火油光亮淬火油

光亮淬火油是一种能在可控气氛下使淬火工件表面保持光亮的淬火油。它是在矿物油中加入不同性质的高分子添加物（如光亮剂、抗氧化剂等）调制而成的。光亮淬火油的使用温度为20～80℃。油中严禁混入水分及其他油品。

光亮淬火油适用于在可控气氛下加热后钢件的淬火冷却。

淬火油真空淬火油

真空淬火油是普通淬火油经真空蒸馏、真空脱气等一系列处理后，再加入催冷剂、光亮齐和抗氧化剂等配制而成的。

它适用于轴承钢、工模具钢、结构钢及合金渗碳钢的淬火冷却。

1.几种不同油品的冷却曲线和冷却速度曲线（图1所示）

图1解析：

1）淬火常用的全损耗系统用油，主要包括L—ANl5油（10号机械油）、L—AN22油（20号机械油）、L—AN46油（40号机械油）和L—ANl00油（50号机械油）等。前三者适用于普通淬火，后者适用于分级淬火等。

2）中速淬火油（普通淬火油），是在全损耗系统用油中添加催冷剂、抗氧化剂、表面活性剂等调制而成的。添加剂含量一般为2.5%一3.5%（质量分数）。

3）全损耗系统用油 10%（质量分数）添加剂的淬火油，冷速界于中、快速淬火油之间。

4）快速淬火油是添加效果更好的催冷剂调制而成的。

2.真空淬火油冷却特性与真空度的关系（如图2所示）

图2解析：

性能指标：50℃时的黏度为20～25mm²/s，闪点（开口）为170℃，凝固点为-10℃等。

试样：西8mm×24mm银棒。

冷却特性如下：

1）随真空度增加，真空淬火油的冷却速度也增加，特别在真空度为50kPa以上时冷却速度急剧增加。

2）真空度为26.6kPa以下时，从400℃左右开始冷却速度增加；然而，真空度为50kPa以上时，从400℃左右开始冷却速度减缓。