热处理压力弹簧使其变形的类型及其解决办法

通常我们在给压力弹簧进行热处理加工的过程中，导致弹簧变形的情况经常会碰到，那么关于压缩弹簧的热处理变形的类型有哪些，

还有应该如何减少这种情况的发生，好让有关厂家能提前规避这种风险或者能了解关于这方面知识点好及时发现及时处理！

热处理变形有两种类型:一是尺寸的变化,二是零件几何形状的变化。热处理技术不同,零件尺寸和热处理几何形状的变形及防变形方法亦不相同。

热处理加热奥氏体化过程中,保温时间越长,温度越高,则溶入奥氏体的碳越多,马氏体转变时产生的膨胀越大。冷却时,马氏体膨胀大,上贝氏体次之,

下贝氏体和屈氏体的体积变化很小。低温回火时,马氏体发生收缩,收缩量与过饱和的碳含量成正比。在室温-200℃加热时,部分残余奥氏体会转变成马氏体,出现膨胀。

但该膨胀因200℃附近马氏体发生分解,因此表现上变化不大。

在锻件的热处理中,减少变形的零件摆放方式,一是尽可能垂直吊挂,二是垂直放在炉底部,三是用两点水平支撑,支点位置处于全长的三分之一与南通热处理四分之一之间,四是平放于耐热钢工装上。

在零件的冷却过程中

,淬火介质的种类、冷却性能、淬硬性等与变形有关。冷却性能的变化可通过改变介质的黏度、温度、液面压力、使用添加剂、搅拌等进行调节。

淬火油的黏度越高,温度越高,椭圆形变形越小。在静止状态下,变形较小。

了解压簧的弹簧常数有三种途径:

一是向生产工厂咨询，二是测量法，三是估算法。

测量法的方法是:将压簧从制袋机上拆下来，放在拉力试验机上，用25～50毫米/分钟的速度对压簧施压(注意不要超出传感器的应力范围！)，即可得到该压簧的应力-应变曲线。利用公式K=F/L即可计算出该压簧的弹簧常数。该公式中的K值即是弹簧常数，单位是kgf/mm。F是压缩压簧的力，单位是kgf，L是与压力相对应的压簧形变量，单位是mm。

估算法的方法是:利用公式K=(G*d4)/（8*Dm3*Nc）来估算某压簧的弹簧常数。该公式中，K为弹簧常数，单位是kgf/mm；G是加工该压簧所用线材的刚性模数，单位是kgf/mm2，d为线材的直径mm，Dm为压簧的中径mm，Nc为压簧的有效圈数。其中，Dm=压簧的外径D-线材的直径d，Nc=压簧的总圈数-2。此处的G值为7300。

根据上述公式，在对压簧的弹簧常数进行估算前，需要测量压簧的外径D、线材的直径d，并计数压簧的总圈数，尤其不能忽略可能存在的半圈的圈数！

压簧的实际输出力值为压簧被预先压缩的长度与其弹簧常数的乘积，即F=KL。

例如，某压簧的弹簧常数为3kgf/mm，如将其安装在制袋机上时，预先将其压缩5毫米，那么，在制袋加工过程中，若该压簧被再次压缩变形1mm时，则该压簧可向复合材料施加15kgf的力！两个压簧合计可向复合材料施加30kgf的力！

如果横封刀的长度为32厘米、宽度为1厘米，此时热封刀可施加的压强就是30/32=0.94 kgf/cm2；如果横封刀换成了5厘米的宽刀，则压强将变成:30/（32*5）=0.19kgf/cm2。

根据某制袋机供应商的建议，加工蒸煮袋制品时的热封压力应为5kgf/cm2，加工一般制品的热封压力应为2kgf/cm2，其他的制品的热封压力可视情况在2～5kgf/cm2间进行选择

压缩弹簧小知识——锐增弹簧

压缩弹簧即圆柱弹簧螺旋弹簧、非圆柱形螺旋弹簧两种，非圆柱螺旋弹簧包括截锥螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧、中凹形螺旋弹簧和中凸螺旋弹簧、组合螺旋弹簧以及非圆形螺旋弹簧等。

它们均具有特殊的性能，特性线多为非线性，其结构和性能见下表。

中凹形螺旋弹簧

当弹簧压缩到开始有簧圈接触后，特性线变为非线性，自振频率为变值，防共振能力较变节距压缩弹簧强。稳定性好，结构紧凑。多用于承受较大载荷和减振。主要用于座垫和床垫等。

弹力的大小：

压缩弹力的大小与物体的形变程度有关，形变量越大，产生的弹力越大；形变量越小，产生的弹力越小。

(1)一般情况下，弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来；对于弹簧的弹力，在弹性限度内遵循胡克定律：

(2)胡克定律在弹性限度内，弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比，即F=kx，式中k为劲度系数，x为弹簧的形变量，F为弹力。

①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量，即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差：x=|L—L0|，不能将x当做弹簧的长度。

②胡克定律中劲度系数k的单位是N／m，由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定，弹簧做好后，劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。

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