微電機平面渦卷彈簧的特殊處理
陳志方(貴陽華烽電器總廠)
平面渦卷彈簧在熱處理后和使用之前，常常還要進行一些特殊處理，以剔除熱處理的不良品，強化或穩(wěn)定其性能，提高微電機工作的可靠性。
常用的特殊處理方法有噴丸處理、立定處理、加溫立定處理、強扭處理、加溫強扭處理等。立定處理、強扭處理在平面渦卷彈簧的生產(chǎn)中應(yīng)用很普遍。
1立定處理和強扭處理
1．1立定處理
立定處理是將熱處理后的壓縮彈簧壓縮到工作極限負荷下的高度h，或壓至高度hb(拉伸彈簧拉伸到工作極限負荷下的長度lj，扭轉(zhuǎn)彈簧扭轉(zhuǎn)到工作極限扭轉(zhuǎn)角φ1)，一次或多次短暫壓縮(拉伸、扭轉(zhuǎn))，以達到穩(wěn)定彈簧幾何尺寸為主要目的的一種工藝方法。
1．2強扭處理
強扭(拉壓)處理是將彈簧扭轉(zhuǎn)(拉伸、壓縮)至彈簧材料表層產(chǎn)生有益的與工作應(yīng)力反向殘余應(yīng)力，以達到提高彈簧承載能力和穩(wěn)定幾何尺寸的一種工藝方法。
立定處理和強扭處理主要是針對圓柱螺旋彈簧。通過實踐認為，對平面渦卷彈簧也適用。2立定處理與強扭處理的界定
這兩種處理方法在操作形式上完全一致，機理卻不盡相同。立定處理與強扭處理的分界是，平面渦卷彈簧扭轉(zhuǎn)時的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力是否超過彈簧材料的屈服極限，超過者為強扭處理，未超過者為立定處理。但這種方法是通過理論計算判別的，不僅麻煩，而且不易判別。以外觀尺寸變化判別，則比較直觀，易于判別。如平面渦卷彈簧連續(xù)反復扭轉(zhuǎn)一定角度，卸載后，彈簧的角度發(fā)生明顯變化(****變形)為強扭處理，如無明顯的角度變化(無****變形)，則為立定處理。
3立定處理與強扭處理的機理
3．1立定處理的機理
從gbl805—86中可知，立定處理是達到穩(wěn)定彈簧幾何尺寸為主要目的的一種工藝方法。平面渦卷彈簧在使用中，彈簧材料要產(chǎn)生彈性后效或彈簧后效。由于產(chǎn)生彈性后效，而造成彈簧幾何尺寸不穩(wěn)定。防止彈性后效，最有效的工藝方法是立定處理。
彈性后效是當金屬材料被拉伸，受到低于彈性極限的應(yīng)力時，保持應(yīng)力恒定不變，隨著時間的增長，發(fā)生了更多的變形(稱蠕變)，若保持金屬應(yīng)變一定，則金屬內(nèi)的應(yīng)力會下降(稱松馳)。減少或除去施于金屬的負荷后，隨著時間的增長，金屬的收縮仍繼續(xù)發(fā)生。這就是說，金屬的應(yīng)變落后于它的應(yīng)力，即保持恒定的應(yīng)力。這應(yīng)力在后來還對金屬發(fā)生效應(yīng)。
彈性后效的原因是金屬內(nèi)有的晶粒在受力的方向有著高的屈服強度，而另外一些晶粒則有著低的屈服強度。因而后者在較低的應(yīng)力下就發(fā)生塑性變形。負荷去除之后，低屈服強度的晶粒不能收縮到原來的長度，而高屈服強度的晶粒則企圖恢復到原有的長度。它們對低屈服強度的晶粒施以壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力還能引起進一步的變形，所以負荷除去后，還會慢慢地收縮，即可逆彈性后效。正彈性后效則為低屈服強度的晶粒旋以張應(yīng)力于其它晶粒。
金屬受到負荷保持相當長的時間后，發(fā)生了一些彈性后效，除去負荷在自由狀態(tài)停放一些時間后再測定彈性后效，則彈性后效減少了許多。再度加負荷于彈簧能夠減少彈性后效的發(fā)生，這就說明了立定處理的作用。在彈簧制作完畢之后，要在受應(yīng)力作用狀態(tài)下，保持相當長的時間后才使用。
因為金屬材料有彈性后效現(xiàn)象，便發(fā)生了松馳現(xiàn)象，松馳是指應(yīng)力松馳，即應(yīng)力的降低或負荷的損失。防止彈性后效和應(yīng)力松馳，其工藝措施是立定處理，在彈簧淬火、回火后，再給以超過其工作時形變的變形量，或在比工作時稍高的溫度下保持約24h或更長一些時間，人為的事先使彈簧長度變化穩(wěn)定來。
3．2強扭處理的機理
當壓縮(扭轉(zhuǎn)、拉伸)彈簧時，其應(yīng)力應(yīng)超過彈簧材料的彈性極限，如圖1所示負荷特性曲線。pe表示彈簧材料的彈性極限，pb表示強扭(拉、壓)處理時的****負荷，彈簧材料將根據(jù)負荷的大小，產(chǎn)生一定的****變形△l。強扭(拉、壓)處理過的彈簧再加載時，其彈性極限幾乎上升到pb點，比強扭(拉、壓)前的pe提高許多。
彈簧經(jīng)強扭(拉、壓)處理后，在彈簧材料的最外層產(chǎn)生與工作應(yīng)力反向的殘余應(yīng)力，使彈簧工作時的****應(yīng)力減少很多，從而提高了彈簧的承載能力，延長了使用壽命。
4立定處理與強扭處理的操作
平面渦卷彈簧的立定處理與強扭處理的操作方法是將彈簧安裝在一個可旋轉(zhuǎn)的心軸上，將其外端工作點放在平板上，旋轉(zhuǎn)其心軸至一定角度，反復多次(一般 |
