CN102443686A - 钢板弹簧的表面喷丸强化方法 - Google Patents

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杜永全
卢伟
谢秀松
罗志龙
瞿海锦
宋志刚
张小军
贺威
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Abstract

本发明提出了钢板弹簧的表面喷丸强化方法，是将钢板弹簧加热至180±15℃后，立即进行强力喷丸。本发明采用加热后喷丸，使钢板弹簧表面材料产生更大的压缩变形和塑性变形的效果，从而在钢板弹簧次表层产生更高的残余压应力，且残余压应力的深度更深。由于是热态下进行喷丸，在残余压应力提高的同时不需要加大钢丸的直径，保证了钢板弹簧表面粗糙度，因此可以大大提高钢板弹簧的疲劳寿命。

Description

钢板弹簧的表面喷丸强化方法
技术领域
本发明涉及汽车钢板弹簧的表面喷丸强化方法。
背景技术
钢板弹簧是车辆悬架系统中的一个重要部件，主要受力面所受力为拉应力，断裂方式以疲劳断裂为主。钢板弹簧通过实施喷丸工艺能够有效改善钢板弹簧的表面质量，并在钢板表面形成残余压应力，大大提高钢板弹簧的疲劳寿命。  
   目前国内钢板弹簧采用的喷丸工艺是以冷作硬化原理为基础发展起来的常规强力喷丸和二次喷丸工艺。二次喷丸工艺是采用较大直径的钢丸进行第一次喷丸，使钢板弹簧在更深的次表层产生残余压应力，再用小直径的钢丸进行第二次喷丸改善钢板弹簧的表面粗糙度，相对常规喷丸工艺能够进一步提高钢板弹簧的疲劳寿命。
发明内容
为了有效提高钢板弹簧表面的残余压应力，提高钢板弹簧的疲劳寿命，本发明提出钢板弹簧的表面喷丸强化方法。
本发明的技术方案为：钢板弹簧的表面喷丸强化方法，其特征是：将钢板弹簧加热至180±15℃后，立即进行强力喷丸。
有益效果：本发明采用加热后喷丸，使钢板弹簧表面材料产生更大的压缩变形和塑性变形的效果，从而在钢板弹簧次表层产生更高的残余压应力，且残余压应力的深度更深。由于是热态下进行喷丸，在残余压应力提高的同时不需要加大钢丸的直径，保证了钢板弹簧表面粗糙度，因此可以大大提高钢板弹簧的疲劳寿命。
具体实施方式
钢板弹簧的表面喷丸强化方法，步骤为：将单片的钢板弹簧通过热风循环系统加热至180±15℃后，，立即进行强力喷丸。
所述强力喷丸，是采用常规喷丸的设备和钢丸实现的。
根据本发明的表面喷丸强化方法和常规喷丸工艺方法，选取了钢板弹簧进行了相关试验。为了对比方便，降低其它因素对试验结果的影响，选择了常用的钢板弹簧材料60Si2Mn,以及工艺成熟的EQ153车型前钢板弹簧产品做为试验产品，喷丸所使用钢丸为直径0.8～1.2mm的65Mn切丝钢丸。通过试验表明，本发明的方法与常规喷丸工艺方法相比，表面残余压应力可以达到-750～-800MPa，较常规喷丸工艺方法提高30%；残余应力深度可以加深1.5～2倍，残余压应力的典型深度是0.35～0.5mm；疲劳寿命增加50%以上。
本发明的表面喷丸强化方法定义为钢板弹簧温喷丸工艺。将其与常规喷丸工艺进行残余压应力、残余压应力典型深度、钢板弹簧疲劳寿命等诸项对比的数据如下列所示：
一 、试验参数，如下表1：
喷丸工艺 温喷丸工艺 常规喷丸工艺
弹簧钢 60Si2Mn 60Si2Mn
钢丸直径 0.8～1.2mm 0.8～1.2mm
钢丸硬度 40～43HRC 40～43HRC
电机转速 2500r/min 2500r/min
喷丸强度 0.21C 0.21C
喷丸距离 300mm 300mm
喷丸角度 80° 80°
喷丸时间 1.5min 1.5min
工件温度 180±15℃ 常温
二、残余压应力对比，如下表2：
Figure 943005DEST_PATH_IMAGE001
三、疲劳寿命试验：
用60Si2Mn材料制造重型车钢板弹簧，喷丸工艺分别采用本发明和常规喷丸工艺方法，按照GB/T19844—2005标准进行了对比试验，如下表3：
Figure 882011DEST_PATH_IMAGE002
     本发明将钢板弹簧加热后进行喷丸，所产生的喷丸残余压应力深度更深，表面质量也能够得到很好的改善，钢板弹簧的疲劳寿命较采用常规喷丸工艺和二次喷丸工艺加工的产品能够进一步得到提高。

Claims (2)

1.钢板弹簧的表面喷丸强化方法，其特征是：将钢板弹簧加热至180±15℃后，立即进行强力喷丸。
2.根据权利要求1所述的钢板弹簧的表面喷丸强化方法，其特征是：钢板弹簧是通过热风循环系统加热的。
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