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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中應用很普遍。
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，扭轉彈簧扭轉到工作極限扭轉角φ1)，一次或多次短暫壓縮(拉伸、扭轉)，以達到穩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(拉伸、壓縮)至彈簧材料表層產生有益的與工作應力反向殘余應力，以達到提高彈簧承載能力和穩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，平面渦卷彈簧扭轉時的扭轉應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反復扭轉一定角度，卸載后，彈簧的角度發生明顯變化(****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，彈簧材料要產生彈性后效或彈簧后效。由于產生彈性后效，而造成彈簧幾何尺寸不穩定。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力時，保持應力恒定不變，隨著時間的增長，發生了更多的變形(稱蠕變)，若保持金屬應變一定，則金屬內的應力會下降(稱松馳)。減少或除去施于金屬的負荷后，隨著時間的增長，金屬的收縮仍繼續發生。這就是說，金屬的應變落后于它的應力，即保持恒定的應力。這應力在后來還對金屬發生效應。
彈性后效的原因是金屬內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力下就發生塑性變形。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力，這種壓應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力于其它晶粒。
金屬受到負荷保持相當長的時間后，發生了一些彈性后效，除去負荷在自由狀態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，要在受應力作用狀態下，保持相當長的時間后才使用。
因為金屬材料有彈性后效現象，便發生了松馳現象，松馳是指應力松馳，即應力的降低或負荷的損失。防止彈性后效和應力松馳，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定來。
3．2強扭處理的機理
當壓縮(扭轉、拉伸)彈簧時，其應力應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，彈簧材料將根據負荷的大小，產生一定的****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。
彈簧經強扭(拉、壓)處理后，在彈簧材料的最外層產生與工作應力反向的殘余應力，使彈簧工作時的****應力減少很多，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的心軸上，將其外端工作點放在平板上，旋轉其心軸至一定角度，反復多次(一般為8～12次)。
4．1快速立定處理
將平面渦卷彈簧連續幾次(一般為8～12次)扭轉到某一極限位置，加載與卸載交錯進行，如圖2所示。將彈簧尾部放在平臺上，彈簧心部裝在專用的旋轉心軸上，交替旋轉與放松心軸，連續不斷地進行8～12次。
4．2長時間立定處理
將平面渦卷彈簧扭轉到一極限位置，并保持24h或更長，然后卸載，此處理一般均是在專用夾具上進行。
4．3強扭處理
強扭處理方法與立定處理方法完全一致，既有快速強扭，也有長時間強扭，****不同的是強扭的角度比立定處理大。
5立定處理與強扭處理幾個工藝因素的確定
5．1扭轉角度
微電機用的平面渦卷彈簧的扭轉角度可用下式確定。
立定處理扭轉角度：
α立<α工作+90。
強扭處理扭轉角度：
α強>α工作+90。
式中α立——立定處理的扭轉角度
α強——強扭處理的扭轉角度
α工作——彈簧工作時的****扭轉角度
立定處理的目的是穩定尺寸的作用，扭轉角度，以工作角度加45。至90。為宜，過小立定作用不好，過大會產生殘余變形。
強扭處理的主要目的是產生強化作用，產生與工作應力有益的殘余應力。扭轉角度應大于工作角度加90o，甚至更高。如一平面渦卷彈簧的工作角度為140。，強扭處理的扭轉角度為270。。
5．2變形及變形角
立定處理不發生明顯的變形，如果發生了明顯的變形，則說明熱處理不良，或者材料有問題。
強扭處理有多方面的變形，如****外徑變小、圈與圈之間的距離不等、一邊圈緊一邊圈松、中心距變更、內徑變小、平面度不在一個平面上、偏斜等。這些均可造成彈簧不合格。而最主要的是變形角，其大小根據平面渦卷彈簧的實際情況及工作狀態而定。經實踐，認為允許的變形角度是10。～30，超過此規定則彈簧報廢。
5．3檢查與處理
立定處理與強扭處理之后，逐個檢查是至關重要的一環，不能疏忽。它可以剔除熱處理的不良品與材料的缺陷。這些不良品一部分可通過返修而使用，另一部分就只能報廢。
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