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不锈钢耐热碟形弹簧的应力松弛怎么预防

发布者:厦门力常弹簧有限公司  发布时间:2017-01-03 12:02

 碟形弹簧作为一种特殊的弹簧种类,有着其他弹簧不可代替的优点。随着现代工业的发展,其应用领域也越来越广泛,我们对它的要求也越来越高。耐热不锈钢碟簧适用于高温环境下,弹力需要得到保证,所以应力松弛的预防就尤为重要。我们以规格为31.5x16.3x2x2.8的30片单片对合组合为例,若按常规工艺生产出来的产品在常温条件下测试弹力(弹簧负荷)较好,而在高温工作环境下则不能满足需求。

  二、碟簧的结构

  该碟簧为组合形碟簧,共计30片,如图1所示。其技术要求是工作温度≤380℃,强压次数不低于5次(大于压平力2倍),HRC45~52,锐边倒R为0.3mm圆弧,技术条件参照GB/T 1972执行。单片碟簧特性的自由状态时高度为2.8mm,工作状态为2.32mm,其载荷为4100~4500N,极限高度为2.08mm,其载荷为6000~6400N。

 图1 组合碟簧

  自由状态:H=84mm

  预紧状态:H=76mm

  工作状态:H=69.6mm

  三、制作工艺过程

  根据产品技术要求我们选用沉淀硬化型不锈钢oCr15NiMo2Al(简称PH15-7Mo)。这种钢的许用工作温度可达430℃,并且具有较好的耐蚀性。精加工尺寸外径为∅31.5~△Dmm,内径为∅16.5-△dmm,厚度为2 0.03,冷成形高度最先为2.8 △H1mm。为了防止碟簧热处理变形,必需选用夹具将碟簧穿好夹紧。热处理工艺是480℃,时效2小时,空冷后强压。通常碟簧强压是在室温下以单片对合,用大于两倍的pf=0.75h0压平力压平5次。而这种碟簧经过这样处理后,室温测力能达到图纸要求,但经过高温工作试验,在很短的时间内应力就松弛了,单片碟簧的高度下降0.03~0.05mm,这样组合测力就不能达到需求。经过分析,我们采取了热压的工艺,为了保证热强压后保证单片高度在2.8mm温度,成形预制高度必需再加高△H2,强压时,将碟簧加热至450℃保温45分钟再强压,这样处理出来的碟簧大大的降低了在高温工作条件下应力松弛的现象,提高了碟簧抗应力松弛能力,延长了使用寿命。

  四、设计与使用中的问题

  用户常常在使用中发现碟簧的装置(如缓冲器,机械密封)在高温工作状态下有P值降低,压力不足现象。我们查阅图纸,发现不少设计者忽略了材料本身应力松弛的现象。

  JB/T6655-93标准中推荐的高温合碟簧材料有7个牌号(如下表1所示)。

表1 高温碟簧材料的7个牌号

  上表不等于推荐的最高温度材料,还是常温下的数值。实际上,它们的E都随环境温度升高而下降(如表2面现象)。

表2

  因此设计者必须以所需工作温度中的E来设计。

  五、结束语

  经验证,本工艺适合材料为沉淀硬化不锈钢PH15-7Mo,0.1≤t≤3mm,0.1≤hot≤1.2mm(t为单片碟簧厚度,ho为单片碟簧自由高度),按该工艺生产的碟簧在高温试验及实际运用中可以完全满足技术要求,保证产品质量,其它材料也可以仿效,根据试验确定△H1和△H2.以解决热松弛问题。
厦门力常弹簧有限公司生产波形弹簧,不锈钢碟簧,DIN2093碟簧,弹簧垫圈,DIN6796碟垫,齿面防松碟簧,高温碟簧,环形弹簧等国标碟簧产品,欢迎来电咨询订购。