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陈志方(贵阳华烽电器总厂)
平面涡卷弹簧在热处理后和使用之前，常常还要进行一些特殊处理，以剔除热处理的不良品，强化或稳定其性能，提高微电机工作的可靠性。
常用的特殊处理方法有喷丸处理、立定处理、加温立定处理、强扭处理、加温强扭处理等。立定处理、强扭处理在平面涡卷弹簧的生产中应用很普遍。
1立定处理和强扭处理
1．1立定处理
立定处理是将热处理后的压缩弹簧压缩到工作极限负荷下的高度H，或压至高度Hb(拉伸弹簧拉伸到工作极限负荷下的长度Lj，扭转弹簧扭转到工作极限扭转角φ1)，一次或多次短暂压缩(拉伸、扭转)，以达到稳定弹簧几何尺寸为主要目的的一种工艺方法。
1．2强扭处理
强扭(拉压)处理是将弹簧扭转(拉伸、压缩)至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向残余应力，以达到提高弹簧承载能力和稳定几何尺寸的一种工艺方法。
立定处理和强扭处理主要是针对圆柱螺旋弹簧。通过实践认为，对平面涡卷弹簧也适用。2立定处理与强扭处理的界定
这两种处理方法在操作形式上完全一致，机理却不尽相同。立定处理与强扭处理的分界是，平面涡卷弹簧扭转时的扭转应力是否超过弹簧材料的屈服极限，超过者为强扭处理，未超过者为立定处理。但这种方法是通过理论计算判别的，不仅麻烦，而且不易判别。以外观尺寸变化判别，则比较直观，易于判别。如平面涡卷弹簧连续反复扭转一定角度，卸载后，弹簧的角度发生明显变化(****变形)为强扭处理，如无明显的角度变化(无****变形)，则为立定处理。
3立定处理与强扭处理的机理
3．1立定处理的机理
从GBl805—86中可知，立定处理是达到稳定弹簧几何尺寸为主要目的的一种工艺方法。平面涡卷弹簧在使用中，弹簧材料要产生弹性后效或弹簧后效。由于产生弹性后效，而造成弹簧几何尺寸不稳定。防止弹性后效，最有效的工艺方法是立定处理。
弹性后效是当金属材料被拉伸，受到低于弹性极限的应力时，保持应力恒定不变，随着时间的增长，发生了更多的变形(称蠕变)，若保持金属应变一定，则金属内的应力会下降(称松驰)。减少或除去施于金属的负荷后，随着时间的增长，金属的收缩仍继续发生。这就是说，金属的应变落后于它的应力，即保持恒定的应力。这应力在后来还对金属发生效应。
弹性后效的原因是金属内有的晶粒在受力的方向有着高的屈服强度，而另外一些晶粒则有着低的屈服强度。因而后者在较低的应力下就发生塑性变形。负荷去除之后，低屈服强度的晶粒不能收缩到原来的长度，而高屈服强度的晶粒则企图恢复到原有的长度。它们对低屈服强度的晶粒施以压应力，这种压应力还能引起进一步的变形，所以负荷除去后，还会慢慢地收缩，即可逆弹性后效。正弹性后效则为低屈服强度的晶粒旋以张应力于其它晶粒。
金属受到负荷保持相当长的时间后，发生了一些弹性后效，除去负荷在自由状态停放一些时间后再测定弹性后效，则弹性后效减少了许多。再度加负荷于弹簧能够减少弹性后效的发生，这就说明了立定处理的作用。在弹簧制作完毕之后，要在受应力作用状态下，保持相当长的时间后才使用。
因为金属材料有弹性后效现象，便发生了松驰现象，松驰是指应力松驰，即应力的降低或负荷的损失。防止弹性后效和应力松驰，其工艺措施是立定处理，在弹簧淬火、回火后，再给以超过其工作时形变的变形量，或在比工作时稍高的温度下保持约24h或更长一些时间，人为的事先使弹簧长度变化稳定来。
3．2强扭处理的机理
当压缩(扭转、拉伸)弹簧时，其应力应超过弹簧材料的弹性极限，如图1所示负荷特性曲线。Pe表示弹簧材料的弹性极限，PB表示强扭(拉、压)处理时的****负荷，弹簧材料将根据负荷的大小，产生一定的****变形△l。强扭(拉、压)处理过的弹簧再加载时，其弹性极限几乎上升到PB点，比强扭(拉、压)前的Pe提高许多。
弹簧经强扭(拉、压)处理后，在弹簧材料的最外层产生与工作应力反向的残余应力，使弹簧工作时的****应力减少很多，从而提高了弹簧的承载能力，延长了使用寿命。
4立定处理与强扭处理的操作
平面涡卷弹簧的立定处理与强扭处理的操作方法是将弹簧安装在一个可旋转的心轴上，将其外端工作点放在平板上，旋转其心轴至一定角度，反复多次(一般为8～12次)。
4．1快速立定处理
将平面涡卷弹簧连续几次(一般为8～12次)扭转到某一极限位置，加载与卸载交错进行，如图2所示。将弹簧尾部放在平台上，弹簧心部装在专用的旋转心轴上，交替旋转与放松心轴，连续不断地进行8～12次。
4．2长时间立定处理
将平面涡卷弹簧扭转到一极限位置，并保持24h或更长，然后卸载，此处理一般均是在专用夹具上进行。
4．3强扭处理
强扭处理方法与立定处理方法完全一致，既有快速强扭，也有长时间强扭，****不同的是强扭的角度比立定处理大。
5立定处理与强扭处理几个工艺因素的确定
5．1扭转角度
微电机用的平面涡卷弹簧的扭转角度可用下式确定。
立定处理扭转角度：
α立<α工作+90。
强扭处理扭转角度：
α强>α工作+90。
式中α立——立定处理的扭转角度
α强——强扭处理的扭转角度
α工作——弹簧工作时的****扭转角度
立定处理的目的是稳定尺寸的作用，扭转角度，以工作角度加45。至90。为宜，过小立定作用不好，过大会产生残余变形。
强扭处理的主要目的是产生强化作用，产生与工作应力有益的残余应力。扭转角度应大于工作角度加90o，甚至更高。如一平面涡卷弹簧的工作角度为140。，强扭处理的扭转角度为270。。
5．2变形及变形角
立定处理不发生明显的变形，如果发生了明显的变形，则说明热处理不良，或者材料有问题。
强扭处理有多方面的变形，如****外径变小、圈与圈之间的距离不等、一边圈紧一边圈松、中心距变更、内径变小、平面度不在一个平面上、偏斜等。这些均可造成弹簧不合格。而最主要的是变形角，其大小根据平面涡卷弹簧的实际情况及工作状态而定。经实践，认为允许的变形角度是10。～30，超过此规定则弹簧报废。
5．3检查与处理
立定处理与强扭处理之后，逐个检查是至关重要的一环，不能疏忽。它可以剔除热处理的不良品与材料的缺陷。这些不良品一部分可通过返修而使用，另一部分就只能报废。
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