67CrVA气阀弹簧钢丝

高温/高镍/镍合金/耐蚀/因科/蒙乃尔/特殊合金系列--上海隆继

气阀弹簧是汽车发动机上的重要零件之一,在使用过程中弹簧的主要失效形式是疲劳断裂和应力松弛。对于在规定次数下不发生疲劳断裂,弹箦制造厂通过有效的表面强化措施,已能使弹簧达到标准规定的要求。但松弛以前不蛮人们重视,研究少,而国内又缺少抗松弛性能较好的材料。

目前,国内用于高应力气阀弹簧的钢丝有50CrVA和55CrSi,用这两种钢丝制成的WD615系列发动机气阀外簧均因抗松弛性能较差而未能使用。因此、急需开发一种满足高应力长时间使用抗松弛性能较好的弹簧钢丝。

新材料及其性能检测

对WD615发动机上进口气阀弹箦进行分析确定,其材料相当于瑞典的OTEVA60,这种钢的含碳量高于5OCrVA、55CrSi两种钢14~21个单位。众所周知,弹簧钢中的碳含量不仅影响其淬透性、.淬硬性和淬火后的硬度,而且它还通过间隙固溶强化,从而显著地提高弹簧材料的抗松弛能力。从文献可知,在合金元素对材料松弛抗力的影响中.碳是对松驰抗力影响最大的一个元素。

如上所述,为寻小-坤抗松弛性能较强的材科,我们恨据5oCr v和 55CrSi钢丝的试验及进口弹簧的化学分析结果,开发一种新型的弹簧钢丝材料,其化学成分为0.62%~0.72%C、0.15%~0.30%Si.0.50%~0.90 % Mn、0.030%P、≤0.025%S、0.30%~0.60%Cr、0. 10%一0.3o %v.机械性能为1570~1 670MPa , ≥40%、硬度45~49HRC.并定名为67CrVA。

新钢种的检测结果

67CrVA钢经电渣重熔冶炼,钢丝以淬火回火状态供货-钢丝表面质量,脱碳层化学成分、机械性能经检测均符合技术条件规定。其中,钢丝的晶粒度在500倍显微镜下观察为12级;夹杂物根据GB10561——86中JK标准评级图n硅酸盐、硫化物小于1级,碎块状氧化物为2级。

wD615-68发动机气阀弹簧的试制

WD615-68型发动机是增压、中冷、大功率发动机,功率228kW,转速2200r /min , 68型发动机排气阀外簧与67型进、排气阀外簧相同,故两种发动机通用,具体参数见表1。

为了进一步检测各工艺的负荷损失率,根据标准ZQ/J3006--86规定进行热压松弛试验,其方法是将弹簧压至工作高度H:(32. 7rmm）测P。值,求出P,一1.1P:值,再将弹簧压至Ps时测出H,,在H,高度下加热到150℃保持16h,放开后测出Ps,其负荷损失率APIP-(P.-P)/P:×100%不大于7%。表2是不同工艺的负荷损失率。

由表2可知.PH工艺的负荷损失率小于标准中规定的要求,PL工艺接近进口簧负荷投失率,因此认为符合要求。由上述试验可知,PH工艺可用于进气阀弹簧,而PL工艺可用于排气阀弹簧。