CN103358234B - 一种簧片余热应力喷丸工艺 - Google Patents

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Abstract

一种簧片余热应力喷丸工艺，属于汽车簧片喷丸处理工艺技术领域。其特征在于：本发明在簧片经过压延、钻中心孔、切角、压硬标记、淬火、回火出炉后预冷，待簧片本身温度降至315~305℃时开始进行热应力喷丸，应力喷丸时簧片利用工装夹具保持在1120MPa~1150MPa的弯曲应力；喷丸后簧片表面残余应力达到750~850MPa，并在簧片的喷丸表面产生0.35~0.40mm的硬化层。本发明具有更高的生产效率，节能、环保，选取了最敏感的喷丸温度，并配合更高的弯曲应力使簧片总成的疲劳寿命得到大幅提高，节省了喷淋工序，缩短了转序流程与时间，并再次利用了热处理的余热来进行喷丸处理。

Description

一种簧片余热应力喷丸工艺
技术领域
一种簧片余热应力喷丸工艺，属于汽车簧片喷丸处理工艺技术领域。
背景技术
喷丸处理是用高速钢丸，打击簧片受拉应力表面，使其受拉应力表面产生一定的塑性变形，形成一定厚度的硬化层的过程；是使受拉应力表面产生足够大的残余压应力，使簧片工作时，弹簧片的受拉表面的拉应力相应地减小，以提高疲劳寿命。
喷丸处理分为自由喷丸和应力喷丸两种。前者为弹簧片处于自由状态下进行的喷丸，后者为弹簧片的受拉面处于拉应力状态下进行的喷丸。
应力喷丸是用专用工装夹具对簧片受拉面施以预加应力，在拉应力下对受拉面用φ0.8~1.2高速钢丸打击。
现普遍采取的应力喷丸，前工序回火后簧片温度约500℃，空冷一段时间后水淋冷却使簧片温度降至室温，应力喷丸工艺在室温下进行，表面残余应力最大700MPa。
弹簧片作为影响汽车载重能力的关键特性之一，提高弹簧片的表面残余应力也成为提高汽车载重量的主要途径之一。也随之对弹簧片的表面残余应力提出更高的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种表面残余应力更大，疲劳寿命更长的一种簧片余热应力喷丸工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该簧片余热应力喷丸工艺，其特征在于：簧片在经过压延、钻中心孔、切角、压硬标记、淬火、回火出炉后，预冷待簧片本身温度降至315~305℃时开始进行热应力喷丸，应力喷丸时簧片利用工装夹具保持在1120MPa~1150MPa的弯曲应力；喷丸后簧片表面残余应力达到750~850MPa，在簧片的喷丸表面（拉伸面）产生0.35~0.40mm的硬化层。
所述的应力喷丸的喷丸转速为2250r/min，单片簧片持续喷丸时间为5~8min。
所述的应力喷丸簧片的受力面为簧片受拉面。
本发明得到回火出炉冷却到315~305℃的敏感温度，该温度是在所选簧片材料淬火和回火的高温金属原子剧烈运动后，在逐步降温至该温度时为金属原子回复排序的最敏感温度，该温度下开始施加应力喷丸，在之后的不断冷却中对金属原子排序影响快、效率高，能有效消除喷丸对簧片产生的表面缺陷，增加簧片疲劳寿命。同时为配合此应力喷丸温度，与传统的应力喷丸工艺相比，本发明提高了簧片应力喷丸时20%左右的弯曲应力，以提高喷丸效率，并保留最大的残余应力。工艺中实施更高的簧片弯曲应力，以保证得到更高的残余应力：采用更高的簧片弯曲应力，在1120MPa~1150MPa的弯曲应力作用下进行热喷丸处理。
本发明利用簧片热处理后的余热进行热应力喷丸处理，与传统工艺将热处理后的簧片喷淋降温处理相比，节省了喷淋工序，提高了热能利用率，提高了生产效率，该工艺更环保、节能。
本发明得到的产品具有更高的簧片表面残余应力（负应力）：热喷丸后簧片表面残余应力（负应力）达到了750~850MPa，超过传统应力喷丸处理后的表面残余应力值50%左右。
本发明得到了更高的簧片总成的疲劳寿命：热喷丸后的簧片疲劳寿命已经达到了25~30万次，超过传统应力喷丸处理后的疲劳寿命值50%左右。
与现有技术相比，本发明的一种簧片余热应力喷丸工艺所具有的有益效果是：本发明工艺简单，对传统工艺直接改进，现有生产线容易适应，具有更高的生产效率，节能、环保，节省了在簧片的制备过程中簧片热处理后要从500℃的温度喷淋使温度降到室温的工序。在簧片回火出炉后预冷一段时间，待降至315~305℃ 时直接进入应力喷丸工序，节省了喷淋工序，缩短了转序流程与时间，并再次利用了热处理的余热来进行喷丸处理。本发明选取了金属原子在受热后排序最敏感的温度，并配合更高的弯曲应力使簧片总成的疲劳寿命得到大幅提高，与采用传统的应力喷丸工艺相比，热喷丸后的簧片疲劳寿命已经达到了25~30万次，提高50%左右；热喷丸后簧片表面残余应力（负应力）达到了750~850MPa，超过传统应力喷丸处理后的表面残余应力值50%左右。
附图说明
图1是汽车簧片的整体制作工艺流程图。
具体实施方式
参照附图1，本发中簧片的整体制备流程为：首先对原材料进厂检验，再按照所需尺寸下料，对下料后簧片进行压延/校直，之后钻中心孔，对第1片卷耳/压弯，其它的按需进行切角/卷包耳或切角/压弯，完成后压硬标记，再进行淬火和回火步骤，之后就是热应力喷丸。喷完后进入后续工序的单片喷漆、总成装配、总成喷漆、包装入库。其中本发明即是对其中热应力喷丸步骤的改进，以使簧片具有更高的表面残余应力和疲劳寿命。
下面通过具体实施例对本发明一种簧片余热应力喷丸工艺做进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。
实施例1
1、选取材料进行下料，将簧片进行压延/校直、钻中心孔、卷耳/压弯、压硬标记后在900℃下淬火25min之后再500℃下回火1.5h出炉后预冷；
2、待簧片本身温度降至310℃时，利用喷丸机，φ0.8的钢丸高速打击簧片受拉面进行热应力喷丸，喷丸转速为2250r/min，单片簧片持续喷丸时间7min，应力喷丸时簧片利用工装夹具保持在1150MPa的弯曲应力；喷丸后检测簧片表面残余应力达到850MPa，在簧片的喷丸表面产生0.40mm的硬化层；簧片疲劳试验疲劳寿命达到了32万次；
3、对热应力喷丸后的簧片进行单片喷漆、总成装配、总成喷漆后包装入库。
实施例2
1、选取材料进行下料，将簧片进行压延/校直、钻中心孔、卷耳/压弯、压硬标记后在900℃下淬火25min之后再500℃下回火1.5h出炉后预冷；
2、待簧片本身温度降至315℃时利用喷丸机，φ1.2的钢丸高速打击簧片受拉面进行热应力喷丸，喷丸转速为2250r/min，单片簧片持续喷丸时间为7min ，应力喷丸时簧片利用工装夹具保持在1140MPa的弯曲应力；喷丸后检测簧片表面残余应力达到820MPa，在簧片的喷丸表面产生0.38mm的硬化层；疲劳试验疲劳寿命达到了28万次以上；
3、对热应力喷丸后的簧片进行单片喷漆、总成装配、总成喷漆后包装入库。
实施例3
1、选取材料进行下料，将簧片进行压延/校直、钻中心孔、卷耳/压弯、压硬标记后在900℃下淬火25min之后再500℃下回火1.5h出炉后预冷；
2、待簧片本身温度降至308℃时利用喷丸机，φ0.8的钢丸高速打击簧片受拉面进行热应力喷丸，喷丸转速为2250r/min，单片簧片持续喷丸时间为6min，应力喷丸时簧片利用工装夹具保持在1135MPa的弯曲应力；喷丸后检测簧片表面残余应力达到800MPa，在簧片的喷丸表面产生0.38mm的硬化层；疲劳试验疲劳寿命达到了28万次以上；
3、对热应力喷丸后的簧片进行单片喷漆、总成装配、总成喷漆后包装入库。
实施例4
1、选取材料进行下料，将簧片进行压延/校直、钻中心孔、卷耳/压弯、压硬标记后在900℃下淬火25min之后再500℃下回火1.5h出炉后预冷；
2、待簧片本身温度降至305℃时利用喷丸机，φ1.2的钢丸高速打击簧片受拉面进行热应力喷丸，喷丸转速为2250r/min，单片簧片持续喷丸时间为5min，应力喷丸时簧片利用工装夹具保持在1120MPa的弯曲应力；喷丸后检测簧片表面残余应力达到750MPa，在簧片的喷丸表面产生0.35mm的硬化层；疲劳试验疲劳寿命达到了25万次以上；
3、对热应力喷丸后的簧片进行单片喷漆、总成装配、总成喷漆后包装入库。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种簧片余热应力喷丸工艺，其特征在于：簧片在经过压延、钻中心孔、切角、压硬标记、淬火、回火出炉后预冷，待簧片本身温度降至315~308℃时开始进行热应力喷丸，应力喷丸时簧片利用工装夹具保持在 1120MPa~1150MPa 的弯曲应力；喷丸后簧片表面残余应力达到750~850MPa，在簧片的喷丸表面产生0.35~0.40mm的硬化层；
所述的应力喷丸的喷丸转速为2250r/min，单片簧片持续喷丸时间为5~8min。
2.根据权利要求1所述的一种簧片余热应力喷丸工艺，其特征在于：所述的应力喷丸簧片的受力面为簧片受拉面。
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