高压开关用热卷圆柱螺旋压缩弹簧

1. 范围

本标准规定了热卷圆柱压缩弹簧的范围、规范性引用文件、术语和定义、基本要求、技术要求、试验方法、检测规则、标志、包装、运输、贮存及质量承诺等要求。

本标准适用于高压开关用，并且在下列尺寸范围的弹簧，超出此尺寸范围的弹簧经供需双方协商可参照采用：

——自由高度：≤900mm

——旋绕比：3～12；

——高径比：0.8～4；

——有效圈数：≥3圈；

——节距：<0.5D；

——材料直径：8mm～60mm；

——弹簧中径：≤460mm。

2. 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 224—2008  钢的脱碳层深度测定法

GB/T 230.1—2009  金属材料  洛氏硬度试验  第一部分：试验方法

GB/T 231.1—2009  金属材料  布氏硬度试验  第1部分：试验方法

GB/T 702—2017  热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T 1805—2001  弹簧术语

GB/T 6394—2017  金属平均晶粒度测定方法

GB/T 8170—2008  数值修约规则与极限数值的表示与判定

GB/T 31214.1—2014  弹簧 喷丸 第一部分：通则

GB/T 10802—2007  弹簧喷丸强化  技术规范

ISO 683-14—2004  热处理钢、合金钢和易切钢  第14部分：淬火回火弹簧用热轧钢

ISO 9588—2007  金属和其他无机覆盖层  钢铁为减少氢脆危险的后涂覆处理

GB/T 1222—2016  弹簧钢

GB/T 30512—2014  汽车禁用物质要求

GB/T 7367—2013  圆柱螺旋压缩弹簧  磁粉检测方法

GB/T 23934—2015  高压开关用热卷圆柱螺旋压缩弹簧  技术条件

GB/T 13298—2015  金属显微组织检验方法

GB/T 16947—2009  螺旋弹簧疲劳试验规范

GB/T 2827.1—2012  计数抽样检验程序  第一部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划

3. 术语和定义

GB/T 1805—2001界定的术语和定义适用于本文件。

4. 基本要求
   1. 设计与研发

开发设计软件进行轻量化设计完成设计优化。

应力喷丸处理和加温立定处理，提高弹簧的残余应力；

采用二次强化喷丸工艺，来提高弹簧的抗疲劳性能、研究利用新设备展开快速回火；

材料热处理研究采用水剂淬火等先进工艺。

1. 2. 原材料
      1. 材料选用

材料应选用GB/T 1222中的合金钢或ISO 683-14—2004规定的材料制造弹簧。

1. 1. 2. 热轧棒料

应选用直径极限偏差符合GB/T 702—2017中的1组或2组规定的热轧棒料。

1. 1. 1. 1. 冷加工（冷拉、车削、剥皮、磨）

应选用直径极限偏差符合表1规定的冷加工棒料。

1. 冷加工棒料的直径极限偏差

1. 3. 工艺及装备
      1. 弹簧应经消除应力回火及表面强化处理，应考核热处理硬度。
      2. 对于压并应力≥0.45Rm的弹簧应进行常温/加热立定处理或强压处理。
      3. 弹簧强化应依照GB/T 31214.1和JB/T 10802要求在磨簧后进行表面喷丸强化处理。
      4. 有限元分析，光谱分析仪相应的分析设备。
      5. 弹簧应考核热处理后的硬度，其硬度满足图样要求，同时应满足同批的硬度差小于3个HRC单位。
      6. 应为回火屈氏体（油淬火回火材料），允许有少量索氏体。
      7. 弹簧表面不允许存在有害物质的脱碳。
      8. 弹簧产品的原奥氏体晶粒度等级一般不低于5。
      9. 弹簧应经喷丸强化处理，喷丸处理需按GB/T 31214.1和JB/T 10802—2007进行，喷丸强度为（0.35～0.55）A，喷丸覆盖率≥90%。
   4. 检测能力

应具备弹簧硬度、金相组织、脱碳、外观和尺寸、弹簧特性极限偏差、晶粒度、喷丸、永久变形的检查能力。

5. 技术要求
   1. 外观和尺寸
      1. 1. 外观

弹簧表面不允许有影响使用的折叠、凹槽、裂纹、发纹及氧化皮等有害缺陷。

1. 1. 1. 尺寸偏差
         1. 自由高度

当规定指定高度下负荷或指定负荷下高度的弹簧特性时，自由高度仅作参考。若不规定指定高度下负荷或指定负荷下高度的弹簧特性时，自由高度的极限偏差应按表2的规定，同一级别应取表中计算值与最小值间绝对值较大者。

2. 自由高度极限偏差

1. 1. 1. 2. 弹簧直径

应根据用途考核弹簧的外径或内径，其极限偏差见表3 ; 同一级别下应取表中计算值与最小值间绝对值较大者。

3. 弹簧外径或内径极限偏差值

1. 1. 1. 3. 垂直度

弹簧可考核两端垂直度或考核一端为基准的垂直度与平行度。当任何一端为检测基准时．均应满足公差要求。

自由状态下外侧对端面的垂直公差按表4的规定。

4. 外侧面对端面的垂直度公差

1. 1. 2. 压并高度

当弹簧工作负荷F₂对应的变形量大于全变形量的85%时，应增加对压并高度的考核，压并高度应小于等于（总圈数-0.3）×钢丝直径。当弹簧采用异形截面材料生产时，在满足其他几何尺寸的同时应增加对于压并高度的考核，应小于等于（总圈数-0.3）×材料横截面短轴尺寸。

1. 1. 3. 节距均匀度

等节距弹簧压缩至全变形量的80%时，各有效圈之间不得相互接触。

1. 弹簧压缩到全变形量的80%的负荷应不大于实验负荷。
   2. 弹簧特性极限偏差
      1. 指定负荷下高度极限偏差

指定负荷下高度极限偏差按表5的规定，同级极限偏差应取中计算值与最小值间绝对值较大值。

5. 指定负载下高度极限偏差

1. 1. 2. 指定高度下负荷极限偏差

指定高度下负荷极限偏差值按表6的规定，同级极限偏差应取中计算值与最小值间绝对值较大值。

6. 指定高度下负载极限偏差值

1. 1. 3. 弹簧刚度极限偏差

弹簧刚度极限偏差应为±10%F’。当规定弹簧刚度极限偏差时，一般不再规定指定负荷下高度极限偏差或指定高度下负荷极限偏差。

1. 3. 热压缩永久变形

弹簧热压缩的永久变形不得大于自由高度的5%。

1. 4. 有害物质限制

镉、铅、贡及六价铬的限量应符合GB/T 30512的规定。

1. 5. 疲劳寿命

弹簧应经疲劳试验，其循环次数要求不少于20000次，疲劳试验后不允许断裂，工作负荷F₂损失率应小于等于0.5%。

1. 6. 总圈数

总圈数的极限偏差为±1/4圈

1. 7. 端面均匀度

1. 8. 平行度公差

当规定弹簧两端的垂直度时候，则不考虑平行度。选用一段垂直度和平行度为公差考核。两端圈平面之间的平行度公差按表7的规定。

7. 平行度公差

6. 试验方法
   1. 外观和尺寸
      1. 外观
         1. 一般采用目测检验。表面缺陷采用JB/T 7367的规定进行检验。
         2. 一般采用目测检验。表面缺陷采用JB/T 7367的规定进行检验。
      2. 尺寸偏差
         1. 自由高度

    自由高度用精度适宜的通用量具或专用量具测量，以其最大值为准。当自重影响自由高度测量时，应将弹簧水平放置测量。

1. 1. 1. 2. 弹簧直径

用分度值小于或等于0.02mm的游标卡尺测量，图样上标注外径或中径的测外径，并以外径最大值为准。图样上标明内径的测内径，并以内径最小值为准。

1. 1. 1. 3. 垂直度

应按照GB/T 23934-2015中10.4.2的规定进行检测。

1. 1. 3. 压并高度

测定压并高度所施加的负荷应小于或等于1.5倍理论压并负荷，用0.02mm精度的量具测量弹簧高度，施加负荷的方法应由供需双方商定。

1. 2. 并压高度

测定并压高度所施加的载荷小于或等于1.5倍理论并压负荷，用事宜精度的量具测弹簧高度，施加负载的方法应由供需双方商定。

1. 3. 弹簧特性极限偏差

    应按照GB/T 23934-2015中10.3的规定进行检测。

1. 4. 热压缩永久变形

    将弹簧与80℃高温下用工作L2高度压缩72小时，测量试验前和压缩后L2高度下的负荷的变化值。

1. 5. 有害物质限制

应按GB/T 30512进行产品有害物质含量检测。

1. 6. 弹簧圈数

弹簧圈数确定方式有供需双方商议确定。

1. 7. 端面均匀度

端面均匀度测试方法由供需双方商议确定。

1. 8. 疲劳寿命

应按GB/T16947的规定在疲劳试验机上进行测试。

1. 9. 硬度

    采用洛氏硬度计按GB/T 230的规定进行检验。

1. 10. 金相组织

    应按照GB/T 13298的规定检验

1. 11. 脱碳

    脱碳层深度采用金相显微镜按GB/T 224度规定检验。

1. 12. 晶粒度

应按照GB/T 23934-2015中10.9的规定进行检测。

1. 13. 喷丸

弹簧喷丸强度和覆盖率达检测方法按GB/T 31214.1和JB/T 10802-2007

7. 检验规则
   1. 弹簧特性缺陷分级

弹簧特性按其对安装、使用性能、安全可靠性等的影响程度进行质量特性分级，详见表2。

8. 弹簧缺陷等级分类表

8. 2. 出厂检验
      1. 出厂检验按GB/T 2828.1的规定，除指定负荷下高度极限偏差、指定高度下负荷极限偏差进行全检，其余采用正常检验一次抽样方案，按每百单位产品不合格品数计算。出厂检验项目、检验水平(Ⅱ)、不合格分类及接收质量限（AQL）为0.65% 符合表9规定。
9. 出厂检验项目及判别

1. 3. 型式试验
      1. 型式检验检验按GB/T 2828.1的规定，除指定负荷下高度极限偏差、指定高度下负荷极限偏差进行全检，其余采用正常检验一次抽样方案，按每百单位产品不合格品数计算。出厂检验项目、检验水平(Ⅱ)、不合格分类及接收质量限（AQL）为0.65% 符合表9规定。

7. 1. 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；
   2. 正式生产后如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；
   3. 正常生产时，每一年进行一次型式检验；
   4. 产品停产六个月以上重新恢复生产时；
   5. 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；
   6. 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。
8. 标志、包装、运输、贮存
   1. 追溯性标识

批量性生产过程中，弹簧应采用明确、清晰、专门形式的追溯性标记。包装交付后应将此传递至相关方。

8. 2. 包装
      1. 弹簧在包装前应清洁干净，并进行防蚀处理，用结实而不透水的中性包装材料或顾客指定的包装方案进行包装。包装箱内装入同一机型的弹簧或弹簧组合。包装箱内应附有产品合格证，合格证应注明产品名称、型号、数量及出厂日期。
      2. 包装箱应保证在正常运输中不致使弹簧损伤。箱子总质量宜与物流操作。包装箱外部应标明发往地址及收货单位名称、产品名称及型号、数量和重量、生产日期和生产批次号、执行标准号。
   3. 运输贮存
      1. 包装箱应保证在正常运输中不致使弹簧损伤，宜于物流操作。
      2. 出厂后，在有良好的防护、防蚀及通风的贮存条件下，包装箱内的产品防潮防锈有效期为一年。
9. 质量承诺
   1. 概述
      1. 在用户遵守有关技术文件和协议并正常使用条件下，该产品的保质期为。在保质期内若产品因设计、制造原因等引起的任何质量问题由设计制造企业承担责任
      2. 制造企业在产品全生命周期内承担技术服务责任。对顾客（包括最终顾客）质量问题反馈，24小时内予以响应，并经与顾客沟通后及时妥善解决。