CN102189910A - 汽车空心稳定杆的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车空心稳定杆的制造工艺，包括落料步骤→原材料冷弯成型步骤→淬火步骤→回火步骤→粗修冷校正步骤→端头加工步骤→精修冷校正步骤→喷丸步骤→涂装步骤。采用本发明可提高稳定杆的成型速度和成型的质量。减少了稳定杆表面的脱碳层深度，提高了疲劳寿命。可防止稳定杆淬火后出现裂缝。采用本发明制造的空心稳定杆较实心稳定杆重量轻，稳定杆表面光洁，无桔皮、堆积、裸露现象，技术指标完全达到汽车配件的要求。

Description

汽车空心稳定杆的制造工艺

技术领域

本发明涉及汽车空心稳定杆的制造工艺。

背景技术

稳定秆是汽车悬架系统的一个重要零件，它的特点是改善乘车的舒适性，同时当汽车转弯时，减小摇晃的幅度。现有技术中稳定秆一般是由实心金属材料构成，所以称为实心稳定杆。现有的实心稳定杆的制造工艺(请参阅图1)包括：选用实心金属材料进行落料的落料步骤101→端头加热成型步骤102→整体加热后杆身成型的稳定杆杆身加热成型步骤103→油冷却的淬火步骤104→箱式回火炉回火的回火步骤105→冷校正步骤106→打磨步骤107→一次喷丸步骤108→涂装步骤109。

近年来，随着人们对节约能源和对自然资源意识的逐步墙强，对汽车制造业中希望零部件减轻重量、节约原材料等，已有非常高的要求，所以使用空心稳定杆来减轻汽车重量是未来发展的一种趋势。由于空心稳定杆是采用空心金属管构成，其在相同形态下强度低于实心杆，所以上述实心稳定杆的制造工艺完全不适用制造空心稳定杆，使生产合格的空心稳定杆成为一个全新的课题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术存在的上述问题而提供的一种汽车空心稳定杆的制造工艺，通过采用该制造工艺，可生产重量轻、强度与实心稳定杆相当、完全符合汽车技术指标的汽车空心稳定杆。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：汽车空心稳定杆的制造工艺，其特点是，包括以下步骤：

a、将合格的空心金属管原材料按设计的稳定杆型号规格裁剪成稳定杆单倍材料的落料步骤；

b、通过弯管设备将单倍材料冷弯成稳定杆杆身形成稳定杆半成品的冷弯成型步骤；

c、对冷弯成型的稳定杆半成品进行淬火的淬火步骤；

d、对淬火后的稳定杆半成品在回火炉中进行回火的回火步骤；

e、采用压力设备对稳定杆半成品在淬火过程中产生的变形部位进行粗修校正的粗修冷校正步骤；

f、对稳定杆半成品两端成型的端头成型加工步骤；

g、采用压力设备对稳定杆成品在端头成型加工过程中产生的变形而对稳定杆整体进行精修校正的精修冷校正步骤；

h、对稳定杆成品进行两次喷丸的喷丸步骤；

i、对稳定杆表面进行粉末喷涂的涂装步骤。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，在采用压力设备对稳定杆成品在端头成型加工过程中产生的变形而对稳定杆整体进行精修校正的精修冷校正步骤之前还可以包括对稳定杆成品的表面进行打磨的打磨步骤。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，所述的冷弯成型步骤中的弯管设备是采用双边对称弯管设备，对稳定杆单倍材料进行双边同时弯曲成型，形成稳定杆半成品。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，所述的稳定杆半成品两边对称各设有两个连续的弯曲半径约为40°～50°的弯，两个弯的方向不同。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，所述的淬火步骤中，对冷弯成型的稳定杆半成品加热是通过电阻加热的方式，由夹具夹住稳定杆半成品两端通电构成；加热温度为920±20℃，加热时间为30±5秒；加热后马上放入冷却槽中冷却，冷却前稳定杆半成品的温度大于850℃；所述的淬火步骤中使用水冷却；冷却液温度为20～50℃，冷却液中含淬火液的浓度为6.8～7.9；稳定杆淬火后硬度大于45HBC。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，所述的回火步骤中的回火炉采用箱式回火炉，该箱式回火炉有三个温度区域，其中区域1温度为：300～450℃，区域2和区域3的温度为：400±10℃；整个回火时间为45±5分钟。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，所述的淬火步骤与回火步骤之间间隔的时间小于8小时。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，所述的喷丸步骤包括正反两次喷丸，每次喷丸时间为2～3分钟。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，所述的涂装步骤包括：

j-1、先对稳定杆进行表面磷化，保持稳定杆表面整洁；

j-2、然后进行喷粉，喷粉厚度可根据每个产品的要求不同而不同；

j-3、喷粉后需要表面热固化，固化温度为220(+10，-20)℃。

上述汽车空心稳定杆的制造工艺，其中，所述的稳定杆杆身粉末厚度为50um～150um，两端端头粉末厚度为30～100um。

由于本发明采用了以上的技术方案，与实心稳定杆相比，其产生的技术效果是明显的：

1、在成型方面，以往的稳定杆由于弯曲半径比较小，弯曲平缓，可采用进阶式冷弯方式，而本发明是制造空心稳定杆，从实际使用和强度的要求出发，要求该稳定杆两边的弯要大，因此采用了双边对称弯管设备，保证稳定杆两边的弯均一次成型，加快了成型速度，并且稳定杆表面没有明显压痕，提高了产品的质量。

2、在热处理工艺方面，实心稳定杆的加热方式为线圈加热，但是此方法由于加热时间过长无法使用到空心稳定杆上。所以本发明采用电阻式快速通电加热淬火的方式，这样加热时间只需在30秒左右，减少了稳定杆表面的脱碳层深度，提高了疲劳寿命。

3、可防止稳定杆淬火后出现裂缝。

4、稳定杆表面光洁，无桔皮、堆积、裸露现象。

5、采用两次喷丸，可提高稳定杆的强度。

6、采用本发明制造的空心稳定杆较实心稳定杆重量轻，技术指标完全达到或超过实心稳定杆。

附图说明

本发明的具体性能特征提供以下的实施例及其附图作进一步的详细说明。

图1是现有技术实心稳定杆的制造工艺流程示意图。

图2是本发明的汽车空心稳定杆的制造工艺流程示意图。

图3是采用本发明的汽车空心稳定杆的制造工艺制造的空心稳定杆的一种实施例的结构示意图。

图4是图3的正俯视图。

具体实施方式

请参阅图2。本发明汽车空心稳定杆的制造工艺包括：落料步骤201→原材料冷弯成型步骤202→淬火步骤203→回火步骤204→粗修冷校正步骤205→端头加工步骤206→打磨步骤207→精修冷校正步骤208→喷丸步骤209→涂装步骤210。

下面结合生产一种空心稳定杆的具体的实施例进一步说明本发明的特征性能：

落料步骤201：首先选择合格的原材料，将合格的空心金属管材按稳定杆的型号规格裁剪成稳定杆单倍材料。在选择原材料时，选用适合制造空心稳定杆的低碳钢材料，例如本实施例以使用在雪佛兰克鲁兹汽车上的空心稳定杆为例，其选用的原材料为26Mn5。还要保证原材料外表面无损伤、管内壁无锈蚀、无损伤。

原材料冷弯成型步骤202：由于是采用空心金属管加工，无法像实心材料一样使用整体加热后一体成型的方式，而且由于空心金属管强度相对比实心杆低，所以本发明使用冷弯成型的方式。冷弯成型机可根据所设计的稳定杆的形状选择。本实施例的稳定杆在设计时由于考虑要解决以往稳定杆在成型时会造成弯曲部位与弯管设备之间发生干涉的问题，因此采用双边对称弯管设备，结合模具，在稳定杆两边各形成两个弯曲半径约为40°～50°的弯，请配合参阅图3、4所示。图3、图4中：1为稳定杆杆身、2为稳定杆端头、3为稳定杆的弯之一，4为稳定杆的弯之二。采用该设计，可以使稳定杆两边的每个弯在同一平面进行同时弯曲一次成型，保证了成型速度和成型质量。

淬火步骤203：这是空心稳定杆制造工艺中最关键的一环。实心稳定杆淬火方式为箱式线圈加热，此方式的优点在于生产节拍快，成本低，但加热时间长，如果按照该方式加热，由于加热时间过长会造成空心稳定杆变形及表面脱碳严重。为解决这一问题，本发明的加热淬火的方式为采用夹具夹住稳定杆端头部位通电，构成电阻加热的方式，加热温度为920±20℃，加热时间为30±5秒。加热后马上放入冷却槽中冷却，冷却前稳定杆温度需大于850℃。冷却后达到常温。与实心稳定杆油冷却不同的是，本发明空心稳定杆工艺使用含淬火液的水冷却。冷却液温度为20～50℃，冷却液含淬火液的浓度为6.8～7.9(糖量计刻度)，稳定杆淬火后硬度大于45HBC。整个淬火过程为一分钟。该快速加热方式减少了稳定杆表面的脱碳层深度，使得稳定杆性能提升，大幅提高产品的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等。

回火步骤204：本发明回火的方式采用箱式回火炉。可根据产品设计要求不同，而选择不同的回火温度与时间。本实施例空心稳定杆由于原材料含碳量较低，所以选择回火温度相对较低。箱式回火炉为现有技术，设有3个温度区域，其中区域1温度为：300～450℃，区域2-3温度为：400±10℃。整个回火时间为45±5分钟。为了防止稳定杆淬火后出现裂缝，本发明要求空心稳定杆淬火与回火之间的间隔时间不允许超过8小时。

冷校正(粗修)步骤205：使用压力设备例如液压机对稳定杆在淬火时可能产生的变形部位进行粗校正。

端头加工步骤206：现有的实心稳定杆是端头成型后再进行整体成型。而本发明由于使用电阻加热淬火方式，在淬火时需要夹紧两边端部进行通电，如果此时端头已经成型，那么夹紧区域为锻扁部位，与杆身直径不同，这样就会造成通电不均匀，稳定杆产生击穿，产品报废。因此本发明采用端头后成型的工艺。对于端头成型，本发明采用如下方法步骤：206-1、采用线圈加热方式对端头部位进行加热，加热功率为0.65KV，时间为7秒左右；206-2、加热后使用模具对端头部位进行锻扁，本实施例端头厚度在9.0±0.5mm；206-3、端头折弯与冲孔。端头成型后如图3中2所示。

打磨步骤207：打磨的作用是消除弯管、冷校及端头成型所带来的压痕及毛刺。在提高产品质量的同时也保证了以后装配。

冷校正(精修)步骤208：由于空心稳定杆在端头成型时会产生变形，所以需要采用压力设备例如液压机对稳定杆在端头成型时可能产生的变形部位、以及杆身进行精修，以保证稳定杆的形状完全符合量规。

喷丸步骤209：喷丸的作用是消除稳定杆在热处理时产生表面内应力。空心稳定杆在热处理时产生的内应力比实心稳定杆大，并且由于空心稳定杆需要更高的强度，所以需要进行正反两次喷丸，喷丸时要保证覆盖率大于80％，弧高0.30～0.60mmARC，喷丸时间为正反各三分钟。

涂装步骤210：本实施例涂装方式为挂钩式，涂装时间两个小时。涂装步骤包括：210-1：对稳定杆先进行表面磷化，保持稳定杆表面整洁；210-2然后进行喷粉，每个产品的喷粉厚度要求不同，本实施例空心稳定杆要求为杆身粉末厚度为50um～150um，端头由于装配需要，粉末厚度为30～100um；210-3喷粉后需要表面热固化，固化温度为220(+10，-20)℃。涂装完成后稳定杆表面光洁，无桔皮、堆积、裸露现象。

以上步骤完成后形成稳定杆的最终产品，再在稳定杆上套上衬套和固定夹(如图3中的5所示)，即构成稳定杆总成，与整车配套。

采用本发明制造的空心稳定杆重量轻、质量完全可以达到汽车零部件的技术标准。

Claims (10)

1.汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、将合格的空心金属管原材料按设计的稳定杆型号规格裁剪成稳定杆单倍材料的落料步骤；

b、通过弯管设备将单倍材料冷弯成稳定杆杆身形成稳定杆半成品的冷弯成型步骤；

c、对冷弯成型的稳定杆半成品进行淬火的淬火步骤；

d、对淬火后的稳定杆半成品在回火炉中进行回火的回火步骤；

e、采用压力设备对稳定杆半成品在淬火过程中产生的变形部位进行粗修校正的粗修冷校正步骤；

f、对稳定杆半成品两端成型的端头成型加工步骤；

g、采用压力设备对稳定杆成品在端头成型加工过程中产生的变形而对稳定杆整体进行精修校正的精修冷校正步骤；

h、对稳定杆成品进行两次喷丸的喷丸步骤；

i、对稳定杆表面进行粉末喷涂的涂装步骤。

2.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，在采用压力设备对稳定杆成品在端头成型加工过程中产生的变形而对稳定杆整体进行精修校正的精修冷校正步骤之前还可以包括对稳定杆成品的表面进行打磨的打磨步骤。

3.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的冷弯成型步骤中的弯管设备是采用双边对称弯管设备，对稳定杆单倍材料进行双边同时弯管成型，形成稳定杆半成品。

4.根据权利要求3所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的稳定杆半成品两边对称各设有两个连续的弯曲半径约为40°～50°的弯，两个弯的方向不同。

5.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的淬火步骤中，对冷弯成型的稳定杆半成品加热是通过电阻加热的方式，由夹具夹住稳定杆半成品两端通电构成；加热温度为920±20℃，加热时间为30±5秒；加热后马上放入冷却槽中冷却，冷却前稳定杆半成品的温度大于850℃；

该淬火步骤中使用水冷却，冷却液温度为20～50℃，冷却液中含淬火液的浓度为6.8～7.9；稳定杆淬火后硬度大于45HBC。

6.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的回火步骤中的回火炉采用箱式回火炉，该箱式回火炉有三个温度区域，其中区域1温度为：300～450℃，区域2和区域3的温度为：400±10℃；整个回火时间为45±5分钟。

7.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的淬火步骤与回火步骤之间间隔的时间小于8小时。

8.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的喷丸步骤包括稳定杆正反两次喷丸，每次喷丸时间为2～3分钟。

9.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的涂装步骤包括：

j-1、先对稳定杆进行表面磷化，保持稳定杆表面整洁；

j-2、然后进行喷粉，喷粉厚度可根据每个产品的要求不同而不同；

j-3、喷粉后需要表面热固化，固化温度为220(+10，-20)℃。

10.根据权利要求9所述的汽车空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的稳定杆杆身粉末厚度为50um～150um，两端端头粉末厚度为30～100um。

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