CN101374966B - 安全气囊充气机瓶部件的制造方法 - Google Patents

安全气囊充气机瓶部件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101374966B
CN101374966B CN2007800032867A CN200780003286A CN101374966B CN 101374966 B CN101374966 B CN 101374966B CN 2007800032867 A CN2007800032867 A CN 2007800032867A CN 200780003286 A CN200780003286 A CN 200780003286A CN 101374966 B CN101374966 B CN 101374966B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
steel pipe
following
air bag
bottle member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800032867A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101374966A (zh
Inventor
高野孝司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Publication of CN101374966A publication Critical patent/CN101374966A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101374966B publication Critical patent/CN101374966B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R2021/26076—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow characterised by casing
    • B60R2021/26082—Material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/902—Metal treatment having portions of differing metallurgical properties or characteristics
    • Y10S148/909—Tube

Abstract

本发明按照如下的方法制造在管端具有用于安装起爆器等的缩径部的管体构成，缩径部具有与非缩径部同样良好的低温韧性的安全气囊充气机用瓶部件。该方法包括如下工序：对具有如下钢组成的钢管进行冷加工，将其切断成规定长度，对切断的钢管的至少一个管端部进行缩径加工后，进行淬火和回火。上述钢组成为：由C：0.05～0.20％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.10～2.0％、Cr：0.05～2.0％、sol.Al：0.10％以下、Ca：0.0003～0.01％，作为任意添加元素的Cu：1.0％以下、Ni：1.5％以下、Mo：1.0％以下、V：0.2％以下、Nb：0.1％以下和Ti：0.1％以下中的一种或两种以上，以及作为其余部分的Fe和含有P：0.025％以下、S：0.010％以下的杂质组成。

Description

安全气囊充气机瓶部件的制造方法
技术领域
本发明涉及安全气囊充气机用瓶部件的制造方法。更具体而言，本发明涉及为了安装起爆器和盖板，在管端设置的缩径部具有与非缩径部同样良好的低温韧性的安全气囊充气机用瓶部件的制造方法。
背景技术
为了增大汽车的安全性，在驾驶席和副驾驶席装有安全气囊一直是标准的装备。在汽车上装载的安全气囊的种类或个数近年来越来越多，还开发出了侧面冲撞用的侧面安全气囊或帘式安全气囊以及保护下肢的膝部安全气囊等。
安全气囊的动作方式，有使用爆炸性药品产生使安全气囊展开用气体的药品型和在所谓充气机(也称为储气机)的部件填充有安全气囊展开用的高压气体的混合型(包括储压型)。最初开发的是药品型，但出于提高安全气囊展开速度的应答性和调节气体压力的需要开发了混合型。在要求比较长的保持时间的帘式安全气囊用途中开发了储压型。现在，由于安全气囊要求的性能、搭载场所等不同分别使用这些类型。
一般的混合型(包括储压型)安全气囊充气机，在由两端通过挤压加工缩径而成的由短钢管形成的瓶部件的一端(与安全气囊相连接侧的端部)通过焊接上盖板而被封闭，在另一端具有安装起爆器(安全气囊启动装置)，在内部填充有高压惰性气体。在感知到冲撞之后，由机械作用或内压上升使盖板开口，充气机内部的高压气体一下就喷到安全气囊中，使安全气囊膨胀。
从而，对于制造混合型(包括储压型)安全气囊用充气机时使用的瓶部件，在极短的时间内要以很大的变形速度承受应力。因此，与历来的压力罐或管线之类的简单结构体不同，对于这样的瓶部件，除了高的尺寸精度、加工性能和焊接性能之外，还要求高强度和优异的耐爆炸性，还要有高的韧性。为了让汽车在寒冷的地方也能使用，在-40℃以下的低温下必须确保耐爆炸性能。
在内部填充爆炸性药品的药品型安全气囊充气机中，当在冲撞时产生气体使内部出现高压。最近，伴随着药品性能的提高，产生的压力也在升高，与混合型同样的耐爆炸性能，对于药品型安全气囊充气机用瓶部件也是要求的。
在本发明中，所谓安全气囊充气机用瓶部件，意味着在制造收容安全气囊或其他约束乘客系统展开时使用的高压气体和/或推进药品(爆炸性药品)的钢制储存部位(即充气机)时使用的、由至少一方的端部缩径而成的管体构成的钢制部件。
此瓶部件，通过焊接等安装盖板、起爆器等，使内部成为密闭空间而作为充气机使用。安全气囊的种类，混合型(包括储压型)和药品型中的任一种都可以。在混合型(包括储压型)的情况下，在充气机的内部填充有高压气体，在药品型的情况下，在密闭之前在充气机内部装入推进药。
如上所述，对于安全气囊充气机用瓶部件，要求高水平的高强度、薄壁、小型，特别是高韧性。
在安全气囊充气机用瓶部件的现有一般制造方法中，(a)对加工素材钢管(钢管)进行淬火和回火，然后进行拉伸加工和消除应力的退火，或者(b)对加工素材钢管进行拉伸加工后进行淬火和回火。此后，将钢管切断成一定长度，为了能够安装起爆器等部件，在至少一方、或者两侧的管端进行缩径加工，再进行打孔加工或局部压制成球状的加工，进行盖板或起爆器的焊接安装等各种加工。例如，参照如下的日本专利公报：特开平8-325641号、特开平10-140250号、特开平10-140283号、特开2002-294339号、特开2003-201541号和特开2005-60796号。
发明内容
对于安全气囊充气机来说，一般汽车制造商要求从-40℃的低温范围到+80℃～90℃的高温范围的保证动作。除了此动作保证之外，还要确保充气机特别高的安全性，所以对切断钢管实施缩径加工的安全气囊充气机制造用的管状部件(在本说明书中称为安全气囊充气机用瓶部件)来说，要求在-40℃的爆破试验中不呈脆性破断面的高韧性。
安装起爆器等所必需的安全气囊充气机用瓶部件的缩径部，与没有受到缩径加工的非缩径部相比，通常有韧性降低的倾向。即使在迄今为止的低温爆破试验中，由于缩径部的形状产生差异，有时缩径部的韧性降低位置成为裂纹的起点，呈现脆性破断面。
本发明的目的是提供缩径部具有与非缩径部同样良好的低温韧性，由此在-40℃进行低温爆破试验时不呈现出脆性破断面，低温韧性优异的安全气囊充气机用瓶部件。
如果简单地叙述，本发明的基础是，以对加工素材钢管进行冷加工和管端的缩径加工后，进行淬火和回火的方式，变更瓶部件制造工序的顺序，由此能够将安全气囊充气机用瓶部件缩径部的低温韧性提高到与非缩径部相同的水平这样一个独创的发现。
本发明提供一种由至少一端具有缩径部的管体构成的安全气囊充气机用瓶部件的制造方法，该方法包括如下工序：对具有如下钢组成的钢管进行冷加工，将经过冷加工的钢管切断成规定长度，对切断的钢管的至少一个管端部进行缩径加工，然后对钢管进行淬火和回火，使非缩径部的拉伸强度达到700MPa以上，上述钢组成为：实质上由C：0.05～0.20％(在本说明书中，在没有特别指定的情况下，有关组成的“％”都意味着“质量％”)、Si：0.1～1.0％、Mn：0.10～2.0％、Cr：0.05～2.0％、sol.Al：0.10％以下、Ca：0.01％以下，根据情况作为任意添加元素的选自Cu：1.0％以下，Ni：1.5％以下，Mo：1.0％以下，V：0.2％以下，Nb：0.1％以下和Ti：0.1％以下中的一种或两种以上，以及作为其余部分的Fe和不可避免的杂质组成，该杂质中的P含量为0.025％以下，S含量为0.010％以下。
本发明的安全气囊充气机用瓶部件能够适用于混合型(包括储压型)和药品型中的任一种类型的安全气囊。
通过本发明，能够制造用于安装起爆器等的缩径部具有与非缩径部同样良好的低温韧性，因此爆破性和可靠性都优异的安全气囊充气机用瓶部件。缩径部形成在切断的钢管的至少一个管端或者两个管端。另外，在管端以外的部位也可以形成缩径部。
附图说明
图1是表示拉伸试验片的截面形状的说明图。
图2是表示爆破试验方法的说明图。
具体实施方式
具体说明本发明涉及的安全气囊充气机用瓶部件的制造方法的实施方式的一个例子。在本实施方式中，经过(i)钢管的制造、(ii)第一热处理、(iii)冷加工、(iv)第二热处理、(v)矫正、(vi)切断、(vii)缩径加工和(viii)淬火和回火的各工序，制造安全气囊充气机用瓶部件。下面依次说明各工序。
(i)钢管的制造
在本实施方式中作为加工素材使用的钢管(素管)的组成具有如下钢组成：实质上由C：0.05～0.20％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.10～2.0％、Cr：0.05～2.0％、sol.Al：0.10％以下、Ca：0.01％以下，根据情况作为任意添加元素的选自Cu：1.0％以下、Ni：1.5％以下、Mo：1.0％以下、V：0.2％以下、Nb：0.1％以下、和Ti：0.1％以下中的一种或两种以上，以及作为其余部分的Fe和不可避免的杂质组成，该杂质中的P含量为0.025％以下，S含量为0.010％以下。下面说明组成的限定理由。
C：0.05％以上0.20％以下
C是对廉价地提高钢强度有效的元素。当C含量不足0.05％时，难以得到所期望的700MPa以上的高强度。而当C含量超过0.20％时，钢的加工性和焊接性降低。因此，C含量为0.05％以上0.20％以下。C含量的优选范围为0.08％以上0.20％以下，更优选的范围为0.12％以上0.17％以下。
Si：0.1％以上1.0％以下
Si是具有脱氧作用，并且提高钢的淬火性，提高强度的元素。考虑到Si的这些作用，含有0.1％以上的Si。但是，当Si含量超过1.0％时，钢的韧性降低。因此，Si含量取为0.1％以上1.0％以下。Si含量的优选范围为0.2％以上0.5％以下。
Mn：0.10％以上2.0％以下
Mn是具有脱氧作用，并且提高钢的淬火性，对提高强度和韧性有效的元素。为了得到这样的效果，含有0.10％以上的Mn。而当Mn含量超过2.0％时，作为夹杂物而析出的MnS变得粗大，它在热压延时伸展、降低钢的韧性。因此，Mn含量在0.10％以上2.0％以下。Mn含量优选为0.20％以上1.0％以下，更优选为0.30％以上0.80％以下。
Cr：0.05％以上2.0％以下
Cr是对提高钢强度和韧性有效的元素。Cr含量不足0.05％时，难以得到如此的高强度。而当Cr含量超过2.0％时，导致焊接部的韧性降低。因此，Cr含量取为0.05％以上2.0％以下。Cr含量优选为0.2％以上1.0％以下，进一步优选为0.4％以上0.8％以下。
另外，焊接部除了素管为电缝钢管之类的焊接钢管的情况下的焊接部以外，还包括通过焊接将盖板或起爆器安装在瓶部件上的情况下的焊接部。因此，即使在素管为无缝钢管的情况下，安全气囊充气机也有焊接部。
Sol.Al：0.10％以下
Al是具有脱氧作用，并对提高钢的韧性和加工性有效的元素。但是，当含有sol.Al量超过0.10％的量的Al时，会显著地出现瑕疵(地疵)。由于Al含量(sol.Al量)可以是杂质水平，所以其下限没有特别的规定，但优选取为0.005％以上。Al含量的优选范围为0.005％以上0.05％以下。
Ca：0.01％以下
Ca含有极微量，由此能够使安全气囊充气机用瓶部件的耐爆破性更为良好。特别是当含有0.0003％以上的Ca时，能够改善韧性的各向异性，提高钢管的T方向韧性，由此就更加提高耐爆破性。但是，当Ca含量超过0.01％时，在钢中会析出束状夹杂物，产生瑕疵的问题。因此，Ca含量取为0.01％以下。优选的Ca含量为0.0003％以上0.01％以下，更优选0.0005％以上0.003％以下。
在本实施方式中，以改善钢的强度、耐爆破性和/或焊接性为目的，除上述的成分以外，在钢中还可以含有选自Cu、Ni、Mo、V、Nb和Ti中的一种或两种以上作为任意添加元素。
Cu：1.0％以下
Cu显示出提高钢的韧性的作用。Cu的这个效果即使为杂质水平的含量也能够得到，而为了更显著地得到其效果，Cu含量优选取为0.05％以上。但是，由于Cu会降低钢的热加工性，希望在含有Cu的情况下还含有Ni，确保热加工性。另外，当Cu含量超过1.0％时，即使与Ni复合添加也不能确保良好的热加工性。从而在含有Cu的情况下，其含量取为1.0％以下。
Ni：1.5％以下
Ni具有提高钢的淬火性和韧性的作用。Ni的这样的作用即使为杂质水平的含量也能够得到，但为了更显著地得到其效果，Ni含量优选为0.05％以上。但是，Ni为高价的元素，特别是当含量超过1.5％时，成本明显上升。因此，在含有Ni的情况下，其含量取为1.5％以下。Ni含量优选为0.05％以上1.5％以下，更优选为0.1％以上1.0％以下。
Mo：1.0％以下
Mo除了改善钢的淬火性效果以外，还具有通过强化固熔和强化析出而提高强度的作用。Mo的这些作用即使为杂质水平的含量也能够得到，但为了更显著地得到其效果，Mo优选取为0.05％以上的含量。但是，当Mo的含量超过1.0％时，使焊接部硬化从而使韧性降低。因此，在含有Mo的情况下，其含量取为1.0％以下。Mo含量优选为0.05％以上0.60％以下，更优选为0.10％以上0.50％以下。
V：0.2％以下
V使钢的淬火性提高。该V的作用即使为杂质水平的含量也能够得到。再有，由于V具有通过强化析出而提高强度的作用。为了确实这种V的作用，希望含有0.01％以上的V，但当含量超过0.2％时会降低钢的韧性。因此，在含有V的情况下，其含量取为0.2％以下。V含量优选取为0.01％以上0.2％以下，更希望为0.03％以上0.1％以下。
Nb：0.1％以下
Nb使钢的韧性提高。Nb的这个作用即使为杂质水平的含量也能够得到，为了更加显著地得到其效果，Nb含量优选取为0.003％以上，更优选取为0.005％以上。但是，当Nb含量超过0.1％时，反而降低钢的韧性。因此在含有Nb的情况下，其含量取为0.1％以下。更优选的Nb含量的范围为0.003％以上0.03％以下，更优选的范围为0.005％以上0.02％以下。
Ti：0.1％以下
Ti是具有脱氧作用的元素。特别是与N的亲和力强，在高温下Ti的氮化物能够稳定地存在。因此有助于抑制热压延时的晶粒成长、提高韧性。为了更显著地得到Ti的这些效果，Ti含量优选取为0.002％以上，更优选取为0.005％以上。但是，当Ti含量超过0.1％时，反而会降低钢的韧性。因此，在含有Ti的情况下，其含量取为0.1％以下。
在本实施方式的钢管的钢组成中，上述以外的成分为Fe和不可避免的杂质。作为杂质有P、S、O、N等非金属以及从原料或制管工序中混入的微量金属杂质。在本实施方式中，杂质中的P和S，以及优选O的含量按照如下进行限制。
P：0.025％以下
P导致起因于晶界偏析的钢的韧性降低。特别是当P含量超过0.025％时，钢的韧性显著降低。因此作为杂质的P含量取为0.025％以下。P含量优选取为0.020％以下，如果为0.015％以下则更优选。
S：0.010％以下
S特别使钢管的T方向(圆周方向)的韧性降低。特别当S含量超过0.010％时，显著降低钢管T方向的韧性。因此，作为杂质的S的含量取为0.010％以下。S含量优选取为0.005％以下，如果为0.003％以下则更优选。
O(氧)
在本发明中，对于O没有特别的限制。但是，安全气囊充气机用瓶部件在例如-40℃的低温下供于爆破试验。此时，当作为杂质的O含量超过0.0030％时，夹杂物增加，这些夹杂物成为爆破裂纹的起点，有时由钢组成无法满足所规定的爆破压力。即使在满足规定的爆破压力的情况下，由钢组成也能够成为爆破压力产生偏差的原因。因此，作为杂质的O的含量优选取为0.0030％以下。O的含量更优选取为0.0020％以下。但是如实施例中所显示的，如果O含量为0.0050％以下，大多能够得到足够的耐爆破性。
按照本发明实施了冷加工和热处理的钢管，可以是使用芯棒式无缝管轧机或阿塞尔轧管机制造的无缝钢管、和电缝钢管或电弧焊接钢管之类的焊接钢管中的任何一种。为了提高充气机的可靠性，希望使用无缝钢管。无缝钢管或焊接钢管的制造方法没有特别的限制。
加工素材的钢管尺寸没有特别的限制，但以冷加工后成为预定尺寸的瓶部件的方式进行选择。
(ii)第一热处理
在本实施方式中，在冷加工之前根据需要对加工素材的钢管进行第一热处理。该第一热处理是为了确实地进行冷加工，如果不进行热处理也能够进行冷加工，那么就可以将其省略。作为第一热处理，可以列举在例如600℃以上700℃以下的温度范围内进行低温退火。
(iii)冷加工
对钢管整体进行例如冷拉拔或冷压延之类的冷加工。此冷加工的目的是减小在加工成充气机(管端部的缩径加工)前的钢管尺寸偏差，结果关系到降低充气机加工后爆破压力的偏差。更具体地说，优选进行冷加工，将钢管尺寸的偏差，抑制在外径为1％以下或者0.2mm以下，厚度为10％以下或者0.4mm以下。由于被加工材料是管，冷加工由拉拔进行较为简单。
当管端部在缩径加工前钢管尺寸偏差比较大时，缩径加工后在缩径部会发生褶皱，由淬火和回火产生尺寸变化，在充气机焊接时会产生不能进行焊接操作的问题。
(iv)第二热处理
对于经过上述冷加工的钢管，为了除去由于冷加工造成的冷加工变形，根据需要进行第二热处理。进行第二热处理除去冷加工变形的操作，是为了消除随后在管端部进行的缩径加工时的不良情况希望尔希望进行的。以该应力除去(SR，stress relief)为目的的第二热处理，能够例举例如在500℃以上700℃以下程度进行低温退火。
(v)矫正
接着，对钢管进行矫正，以钢管的尺寸或形状作为目标值。该矫正根据需要可以通过辊加工等公知的常用手段进行。
(vi)切断
将如此制造的钢管切断成规定的长度(在本实施方式中为200mm)。此切断可以通过公知的常用手段进行。例如可以用带锯或金属锯等进行。
(vii)缩径加工
对切断的钢管，在其两端进行缩径加工(充气机加工)，成为安全气囊充气机用瓶部件。由于与充气机连接的起爆器或盖板等的连接部被进行缩径加工，使得在爆破动作时降低应力，所以与其相连接的充气机的管端部有必要进行缩径加工使之与连接的相对应部件(起爆器、盖板等)的连接部形状相吻合。该缩径加工可以通过公知的常用手段进行。例如，可以利用旋压加工、压制加工等。
过去在缩径加工前要对钢管进行淬火和回火，以确保充气机加工前钢管整体具有规定的拉伸强度。但是，这样做时，可以判明缩径加工后的缩径部的韧性比非缩径部显著地降低，使得充气机的耐爆破性显著地降低、从而使可靠性显著地降低。
在本发明中，在淬火和回火前，通过对切断的钢管管端部进行缩径加工，能够得到缩径部具有与非缩径部相匹敌的高韧性的瓶部件。
在淬火、回火后进行缩径加工的现有方法中，当缩径加工度变高时，认为韧性降低。在本发明中即使以比现有方法更高的加工度进行缩径加工，也不认为韧性降低。此结果是由于相对于缩径加工前的直径不同的钢管，使缩径加工的加工度变化，就能够形成同样直径的缩径部，可以使起爆器或盖板等共通使用于多种瓶部件。
(viii)淬火和回火
在对切断的钢管的管端部实施缩径加工后，为了确保在钢管的非缩径部具有700MPa以上的拉伸强度，通过加热和急冷进行淬火，然后进行回火。
该淬火和回火，一直以来是能够对充气机用钢管进行的，只要基本上与过去同样实施即可。优选的热处理条件如下。
用于淬火的加热温度在Ac1相变点以上。当加热温度低于Ac1相变点时，不能确保必要的高强度或韧性。此加热温度优选为作为奥氏体范围的Ac3相变点以上的温度。
将钢管在高温并且长时间加热时，在表面上生成的垢(scale)增多，表面的性状降低，耐爆破性降低。因此，用于进行淬火的加热，优选通过将钢管急速加热到规定的加热温度之后，短时间保持(例如，10分钟以下)来进行。此急速加热能够以10℃/秒以上的升温速度进行。这样的急速加热，例如，通过高频感应加热或直接通电加热来实现，但对加热手段没有特别的限制。优选的加热手段是高频感应加热。
特别是在这样的短时间加热(急速加热和短时间保持)的情况下，优选的加热温度为900℃以上1000℃以下的范围内，最优选为900℃以上960℃以下的范围内。当加热温度低于900℃时，在短时间的加热中不能完全奥氏体化，不能得到所期望的正常组织。当加热温度超过1000℃时，奥氏体的粒径变得粗大，使钢的韧性降低。在加热时间更长的情况下，加热温度可以更低。
在加热到Ac1相变点以上的温度时的加热气氛，从抑制表面产生垢的观点出发，希望尽量是氧电位低的环境，如果是还原性气氛则更优选。
在Ac1相变点以上、优选在Ac3相变点以上的温度下加热后的钢管的冷却，为了稳定而可靠地得到希望的高强度，采取急冷(具体在850℃以下500℃以上的温度下，以平均5℃/秒以上的冷却速度)。该冷却速度优选为20℃/秒以上。这样的急冷可以通过水淬火等实现。
为了赋予所期望的高强度和良好的耐爆破性，将通过急冷被冷却到常温附近的钢管，在Ac1相变点以下的温度进行回火。当回火的温度超过Ac1相变点时，难以稳定而可靠地得到上述特性。这样的回火优选通过在450℃以上650℃以下的温度范围内保持20分钟以上来进行。回火的温度能够根据最终的必要强度进行调节。
如上所述，由如此制造的两端具有缩径部的充气机瓶部件，通过焊接，在一端装上盖板，在另一端装上起爆器等部件，制造出安全气囊充气机。
按照本发明所制造的安全气囊充气机用瓶部件，由于在进行缩径加工后进行淬火和回火，使得缩径部具有与非缩径部实质上相同的韧性。因此，在由该瓶部件制造的充气机中，缩径部的低温韧性与非缩径部同样良好，提高了充气机的耐爆破性和可靠性。
再有，在进行管端部的缩径加工时，现有技术中为了确保缩径部的韧性就不能提高加工度，但在本发明中，能够以高的加工度进行缩径加工，相对于非缩径部直径不同的瓶部件，共用缩径部的尺寸，由此容易使起爆器或盖板等部件共用化，能够降低充气机的制造成本。
实施例
使用具有表1所示的钢组成的钢坯，通过通常的满乃斯曼-芯棒式无缝管轧机进行穿孔压延，制造外径31.8mm、壁厚2.7mm以及外径60.3mm、壁厚3.0mm的两种不同尺寸的无缝钢管(分别称为钢管A和钢管B)作为素材钢管使用。
表1
Figure S2007800032867D00111
Figure S2007800032867D00112
对于尺寸不同的这些素材钢管A和B，不进行事先的热处理，分别在表2所示的条件下通过冷拉拔进行冷加工，为了去除在冷加工时产生的变形，进行除去应力的低温退火(记为SR)和矫正(轧辊加工)。测定矫正后的钢管A和B的尺寸(外径和壁厚的偏差)。测定的结果汇集表示在表2中。
表2
Figure S2007800032867D00121
用金属锯将这些钢管A、B切断成规定的长度(200mm)，然后在两管端以15％、30％和40％的3标准的缩径加工度，通过压制加工进行缩径加工，加工成具有20mm长度的缩径部的充气机瓶部件的形状。然后在表3所示的条件下进行淬火(Q)和回火(T)，制造出充气机瓶部件。测定得到的瓶部件的非缩径部(原管部)的拉伸强度。测定结果汇集表示在表3中。
拉伸试验片的形状如图1所示，以其长度方向向着管轴方向的方式，从钢管采取。如图1所示的拉伸试验片的各部分的尺寸如下：
钢管A：A＝5mm；B＝30mm；C＝40mm；D＝80mm；E＝20mm；
钢管B：A＝8mm；B＝30mm；C＝40mm；D＝110mm；E＝30mm。
表3
Figure S2007800032867D00122
为了模拟调查瓶部件的缩径部的低温韧性，使用以缩径加工度15％、30％、40％在长度方向同样缩径的钢管，在-40℃进行静压爆破试验，观察开口部的脆性破断面面积率。其结果如表4所示。表4的有QT的栏是在缩径加工后实施了淬火(Q)和回火(T)的结果，表4的无QT的栏是在缩径加工后无QT的情况下的结果。
另外，为了模拟非缩径部(原管部)的低温韧性，关于有QT的钢管，使用原管(没有进行缩径加工的)在-40℃进行静压爆破试验，观察开口部的脆性破断面面积率。试验结果汇集表示在表5中。
爆破试验如图2所示，从以规定加工度进行缩径的钢管(表4)或原管(表5)采取的长度350mm的钢管试验片的两端上，覆盖50mm宽的扩管防止套筒，将试验片的有效长度(不被套筒约束的部分的钢管长度)调节到250mm，在管的一端焊接实心的闭锁部件，在另一端焊接贯穿高压软管的闭锁部件。将该试验片在冷却到-40℃的腔室内浸渍到乙醇中，从高压软管向管内注入乙醇提高内压，使管子破裂，观察开口部的破断面。
在表4、5中，开口部的脆性破断面面积率不足5％的表示为○，5％以上的表示为×。为了研究韧性的偏差，对各个试验部位实施3次静压爆破试验，3次的试验结果表示在表4、5中。
表4              (N＝3)
Figure S2007800032867D00131
表5                     (N＝3)
  钢No.   钢管A   钢管B
  1   ○○○   ○○○
  2   ○○○   ○○○
  3   ○○○   ○○○
  4   ○○○   ○○○
  5   ○○○   ○○○
  6   ○○○   ○○○
另外，作为比较例，对具有表1所示的钢组成的钢管A和B，预先进行淬火(Q)和回火(T)，然后在表2所示的条件下进行冷拉拔之后，为了除去应力进行低温退火(SR)，然后与上述同样进行切断和缩径加工，按照过去的方法制造充气机用瓶部件。得到的瓶部件的非缩径部(原管部)的拉伸强度的测定结果以及热处理条件表示在表6中。
表6
Figure S2007800032867D00141
对于表6所示的比较例，与上述同样，使用模拟瓶部件的缩径部的同样缩径的钢管以及模拟非缩径部(原管部)的原管，在-40℃进行静压爆破试验，观察开口部的脆性破断面面积率，将结果汇集表示在表7(缩径管)和表8(原管)中。
表7                 (N＝3)
  钢No.   缩径加工度   钢管A   钢管B
1   15％30％40％   ×××××××××   ×××××××××
2   15％30％40％   ×××××××××   ×××××××××
3   15％30％40％   ×××××××××   ×××××××××
4   15％30％40％   ×××××××××   ×××××××××
5   15％30％40％   ×××××××××   ×××××××××
6   15％30％40％   ×××××××××   ×××××××××
表8                          (N＝3)
  钢No.   钢管A   钢管B
  1   ○○○   ○○○
  2   ○○○   ○○○
  3   ○○○   ○○○
  4   ○○○   ○○○
  5   ○○○   ○○○
  6   ○○○   ○○○
从表4、5和表7、8所示的结果可以看出，按照本发明以在管端的缩径加工后进行淬火和回火的方式变更工序顺序，由此即使在缩径部的爆破试验中不出现脆性破断面，不仅非缩径部具有适合于作为充气机用的优异的低温韧性，在缩径部也稳定地具有适合于作为充气机用的优异的低温韧性，能够制造充气机用瓶部件。另外，通过表3和表6的对比，即使变更工序顺序，拉伸强度也在相同水平上，通过淬火达到700MPa以上的高强度。
再有，如从表1～8所示的结果可以理解，按照本发明，就能够进行缩径加工，而不用担心像在现有技术的方法中，淬火和回火后进行缩径加工会使缩径部的低温韧性降低，例如即使在高达40％的缩径加工度下，低温韧性也不会降低，能够保持缩径部与非缩径部具有同样的低温韧性。
结果，在批量生产安全气囊充气机用瓶部件的情况下，就能够采用如下工序：在具有不同外径的多种钢管各自的管端部上，以不同缩径加工度进行缩径加工，使缩径部的外径符合规定值后，进行淬火和回火。
这就是说，按照本发明可以批量生产(i)缩径部具有与非缩径部同样良好的低温韧性；(ii)即使非缩径部的外径(即钢管外径)不同，也能够使缩径部的外径符合一定值，再有(iii)非缩径部的拉伸强度在700MPa以上的安全气囊充气机用瓶部件。如此，批量生产的大量的安全气囊充气机用瓶部件，由于不管非缩径部的外径如何，其管端的缩径部的直径都是一定的，所以装在管端的起爆器或盖板等部件就能够共用，使其种类减少，由此就能够降低安全气囊的制造成本。

Claims (6)

1. 一种由至少一端具有缩径部的管体构成的安全气囊充气机用瓶部件的制造方法，其特征在于：
该方法包括如下工序：对具有如下钢组成的钢管进行冷加工，将经过冷加工的钢管切断成规定长度，对切断的钢管的至少一个端部进行缩径加工，然后对钢管进行淬火和回火，使非缩径部的拉伸强度达到700MPa以上，
所述钢组成为：实质上由以质量％计、C：0.05～0.20％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.10～2.0％、Cr：0.05～2.0％、sol.Al：0.10％以下、Ca：0.01％以下、Cu：0～1.0％、Ni：0～1.5％、Mo：0～1.0％、V：0～0.2％、Nb：0～0.1％和Ti：0～0.1％，以及作为其余部分的Fe和不可避免的杂质组成，该杂质中的P含量为0.025％以下，S含量为0.010％以下。
2. 如权利要求1所述的安全气囊充气机用瓶部件的制造方法，其特征在于：所述钢组成含有选自Cu：1.0％以下、Ni：1.5％以下、Mo：1.0％以下、V：0.2％以下、Nb：0.1％以下和Ti：0.1％以下中的一种或两种以上。
3. 如权利要求2所述的安全气囊充气机用瓶部件的制造方法，其特征在于：所述钢组成含有选自Cu：0.05～1.0％、Ni：0.05～1.5％、Mo：0.05～1.0％、V：0.01～0.2％、Nb：0.003～0.1％和Ti：0.002～0.1％中的一种或两种以上。
4. 一种安全气囊充气机用瓶部件，由至少一端具有缩径部的管体构成，其特征在于：该瓶部件具有如下的钢组成：由以质量％计、C：0.05～0.20％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.10～2.0％、Cr：0.05～2.0％、sol.Al：0.10％以下、Ca：0.01％以下、Cu：0～1.0％、Ni：0～1.5％、Mo：0～1.0％、V：0～0.2％、Nb：0～0.1％和Ti：0～0.1％，以及作为其余部分的Fe和不可避免的杂质组成，该杂质中的P含量为0.025％以下，S含量为0.010％以下，非缩径部的拉伸强度为700MPa以上，并且所述缩径部为淬火、回火态组织。
5. 如权利要求4所述的安全气囊充气机用瓶部件，其特征在于：
所述钢组成含有选自Cu：1.0％以下、Ni：1.5％以下、Mo：1.0％以下、V：0.2％以下、Nb：0.1％以下和Ti：0.1％以下中的一种或两种以上。
6. 如权利要求5所述的安全气囊充气机用瓶部件，其特征在于：
所述钢组成含有选自Cu：0.05～1.0％、Ni：0.05～1.5％、Mo：0.05～1.0％、V：0.01～0.2％、Nb：0.003～0.1％和Ti：0.002～0.1％中的一种或两种以上。
CN2007800032867A 2006-02-09 2007-02-07 安全气囊充气机瓶部件的制造方法 Expired - Fee Related CN101374966B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP032535/2006 2006-02-09
JP2006032535 2006-02-09
PCT/JP2007/052090 WO2007091585A1 (ja) 2006-02-09 2007-02-07 エアバッグインフレータ用ボトル部材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101374966A CN101374966A (zh) 2009-02-25
CN101374966B true CN101374966B (zh) 2011-01-19

Family

ID=38345181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800032867A Expired - Fee Related CN101374966B (zh) 2006-02-09 2007-02-07 安全气囊充气机瓶部件的制造方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7749339B2 (zh)
EP (1) EP1983065B1 (zh)
JP (1) JP5228492B2 (zh)
KR (1) KR101008807B1 (zh)
CN (1) CN101374966B (zh)
CA (1) CA2630797C (zh)
ES (1) ES2525791T3 (zh)
PL (1) PL1983065T3 (zh)
TW (1) TW200801207A (zh)
WO (1) WO2007091585A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI381057B (zh) * 2009-03-20 2013-01-01 China Steel Corp Steel material suitable for preparing airbag device for airbag and its application
CA2776984C (en) * 2010-06-03 2015-11-17 Yuji Arai Steel tube for airbags and a process for manufacturing same
ES2691209T3 (es) * 2010-06-03 2018-11-26 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Proceso para fabricar un tubo de acero para airbag
CN104046924B (zh) * 2014-06-25 2017-01-04 宝山钢铁股份有限公司 一种汽车安全气囊用高强韧无缝钢管及其制造方法
DE102014018816A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Benteler Steel/Tube Gmbh Gasdruckbehälter und Rohrelement für ein Airbagsystem sowie Verfahren zu dessen Herstellung
JP6432614B2 (ja) * 2016-02-08 2018-12-05 Ｊｆｅスチール株式会社 金属管の冷間圧延方法および製造方法
CN107448771A (zh) * 2017-08-24 2017-12-08 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种大容积钛合金高压无缝气瓶以及制作方法
DE102018106546A1 (de) 2018-03-20 2019-09-26 Benteler Steel/Tube Gmbh Rohrelement für Gasdruckbehälter und Gasdruckbehälter
DE102019135596A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-24 Benteler Steel/Tube Gmbh Rohrprodukt, nämlich Gasgeneratorrohr für Airbagmodul, und Verfahren zu Herstellung des Rohrproduktes
CN115572909A (zh) * 2022-10-28 2023-01-06 本钢板材股份有限公司 一种爆破引线用热轧盘条的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1427087A (zh) * 2001-05-31 2003-07-02 川崎制铁株式会社 液压成型优异的焊接钢管及其制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59197330A (ja) * 1983-04-25 1984-11-08 Nippon Steel Corp 捩り強度に優れた電縫管による駆動軸の製造方法
JPH083640A (ja) * 1994-06-21 1996-01-09 Nippon Steel Corp 高張力非調質ボルトの製造方法
JPH08120400A (ja) * 1994-10-25 1996-05-14 Japan Steel Works Ltd:The 超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法
JP3318467B2 (ja) 1995-05-29 2002-08-26 住友金属工業株式会社 加工性に優れた高強度高靭性鋼管の製造方法
JP3220975B2 (ja) 1996-11-12 2001-10-22 住友金属工業株式会社 高強度高靭性エアーバッグ用鋼管の製造方法
JPH10140250A (ja) 1996-11-12 1998-05-26 Sumitomo Metal Ind Ltd 高強度高靭性エアーバッグ用鋼管の製造方法
DE19652335C1 (de) * 1996-12-03 1998-03-12 Mannesmann Ag Verfahren zur Herstellung von korrosionsbeständigen Flaschen oder Behältern aus Stahl
US6364355B1 (en) * 2000-06-15 2002-04-02 Illinois Tool Works Inc. Selectively heat treated airbag canister and method for making same
JP3560027B2 (ja) * 2001-03-02 2004-09-02 川崎重工業株式会社 冷間加工用肌焼鋼及び車両用部品の製造方法
WO2002079526A1 (fr) * 2001-03-29 2002-10-10 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Tube en acier a haute resistance pour coussin d'air et procede pour la production de ce tube
JP4197590B2 (ja) * 2001-12-05 2008-12-17 住友金属工業株式会社 高強度高靱性エアバッグ用鋼管と蓄圧器
JP3858615B2 (ja) 2001-03-29 2006-12-20 住友金属工業株式会社 引張強度が９００ＭＰａ以上の高強度エアバッグ用継目無鋼管の製造方法
JP2003201541A (ja) 2001-12-28 2003-07-18 Jfe Steel Kk エアバッグ用高強度高加工性継目無鋼管およびその製造方法
CA2476546A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-08 Jfe Steel Corporation Method for producing seamless steel pipe for inflator of air bag
JP2004076034A (ja) * 2002-08-12 2004-03-11 Jfe Steel Kk エアバッグ用高強度高靭性高加工性継目無鋼管の製造方法
US20050000601A1 (en) 2003-05-21 2005-01-06 Yuji Arai Steel pipe for an airbag system and a method for its manufacture
JP4079054B2 (ja) * 2003-08-18 2008-04-23 Ｊｆｅスチール株式会社 エアバッグボトル用高強度高靭性溶接鋼管およびその製造方法
JP4066915B2 (ja) * 2003-08-28 2008-03-26 Ｊｆｅスチール株式会社 耐疲労特性に優れた中空スタビライザの製造方法
US20050076975A1 (en) * 2003-10-10 2005-04-14 Tenaris Connections A.G. Low carbon alloy steel tube having ultra high strength and excellent toughness at low temperature and method of manufacturing the same
JP4706183B2 (ja) 2004-05-07 2011-06-22 住友金属工業株式会社 シームレス鋼管およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1427087A (zh) * 2001-05-31 2003-07-02 川崎制铁株式会社 液压成型优异的焊接钢管及其制造方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭59-197330A 1984.11.08
JP特开2002-294339A 2002.10.09
JP特开2004-76034A 2004.03.11
JP特开2005-76047A 2005.03.24

Also Published As

Publication number Publication date
CN101374966A (zh) 2009-02-25
JP5228492B2 (ja) 2013-07-03
TW200801207A (en) 2008-01-01
TWI318646B (zh) 2009-12-21
EP1983065A1 (en) 2008-10-22
JPWO2007091585A1 (ja) 2009-07-02
ES2525791T3 (es) 2014-12-30
US20100126634A9 (en) 2010-05-27
US20070246130A1 (en) 2007-10-25
PL1983065T3 (pl) 2015-03-31
EP1983065B1 (en) 2014-11-05
CA2630797A1 (en) 2007-08-16
EP1983065A4 (en) 2013-05-01
CA2630797C (en) 2011-04-05
KR20080068737A (ko) 2008-07-23
US7749339B2 (en) 2010-07-06
KR101008807B1 (ko) 2011-01-14
WO2007091585A1 (ja) 2007-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101374966B (zh) 安全气囊充气机瓶部件的制造方法
KR101178954B1 (ko) 저온에서 초고강도 및 우수한 인성을 가지는 저탄소 합금강철 튜브 및 그것을 제조하는 방법
JP5018784B2 (ja) エアバッグアキュムレータ用継目無鋼管とその製造方法
EP2484793B1 (en) Steel pipe for air bag and process for producing same
MX2008012810A (es) Tubo de aleacion de acero de bajo contendo de carbono de muy alta resistencia y excelente tenacidad a baja temperatura, y metodo para fabricarlo.
JP4770922B2 (ja) エアバッグ用鋼管とその製造方法
JP5234226B2 (ja) エアバッグ用鋼管の製造方法
JP3858615B2 (ja) 引張強度が９００ＭＰａ以上の高強度エアバッグ用継目無鋼管の製造方法
WO2004003241A1 (ja) エアバッグのインフレータ用継目無鋼管の製造方法
JP4079053B2 (ja) エアバッグ用高強度高靭性継目無鋼管の製造方法
JP2004076034A (ja) エアバッグ用高強度高靭性高加工性継目無鋼管の製造方法
JP4079054B2 (ja) エアバッグボトル用高強度高靭性溶接鋼管およびその製造方法
JP3960145B2 (ja) エアバッグ用高強度高靱性高加工性継目無鋼管の製造方法
JP2003201541A (ja) エアバッグ用高強度高加工性継目無鋼管およびその製造方法
TWI433938B (zh) Steel pipe for airbag and method for manufacturing the same
US20080265553A1 (en) Process for manufacturing an airbag inflator bottle member
JPS6160894B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL Corp.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL Corp.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190619

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL Corp.

Address before: Osaka Japan

Patentee before: SUMITOMO METAL INDUSTRIES, Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110119

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee