CN105586483A - 一种汽车板簧表面癣癍改进工艺 - Google Patents

一种汽车板簧表面癣癍改进工艺 Download PDF

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Abstract

一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，涉及机械加工领域，多片簧或少片簧在热处理前进行喷丸；多片簧或少片簧在加工前进行材料喷丸；少片簧进行轧制工艺时，采用天然气炉轧制或中频炉轧制，通过轧制道数控制时间，调节温度实现表面癣癍的去除或减少，本发明能够很好的改善表面癣癍，甚至去除表面癣癍，从而提高汽车板簧的质量，避免过早疲劳失效。

Description

一种汽车板簧表面癣癍改进工艺
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体地说是一种汽车板簧表面癣癍改进工艺。
背景技术
钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长(厚度可以相等，也可以不相等)的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。钢板弹簧分为两种形式:
(1)多片簧:由多片长度不等，宽度一样的钢片所迭加起来。多片钢板弹簧的各片钢板迭加成倒三角形状，最上端的钢板最长，最下端的钢板最短，钢板的片数与支承客车的重量相关，钢板越多越厚越短，弹簧刚性就越大。但是，当钢板弹簧使用时间长了以后，各片之间就会互相滑动摩擦产生噪声。钢板间的相对摩擦还会引起弹簧变形，造成行驶不平顺。
(2)少片簧:由两端薄中间厚、等宽等长的钢片所迭加起来。少片钢板弹簧的钢板截面变化大，从中间到两端的截面是逐渐不同，因此轧制工艺比较复杂，价格也比多片簧贵。少片簧与多片簧比较起来，在相同刚度(即相同承载能力)的情况下，少片簧比多片簧轻约50％左右，降低了油耗，增加了行驶平顺性。而且少片簧单片之间为点接触，减少了相对摩擦及振动，增加了乘坐舒适性。
目前，汽车板簧行业共同面对的一个问题，就是钢板表面质量不好，癣癍严重。现有的汽车板簧在轧制及热处理过程中，容易在板簧的表面出现一层癣癍，不仅仅导致汽车板簧外观形状不好看，还对汽车板簧的表面质量及可靠性造成很大的影响。
表面癣癍存在于汽车板簧的受压面及受拉面，以癍状和凹坑的形式存在。表面癣癍会导致汽车板簧过早的疲劳失效。如当汽车板簧因凸癍产生的裂纹，早期疲劳失效会降低至1.2万次；当汽车板簧因凹坑产生的裂纹，早期疲劳失效会降低至1.5万次。
而目前尚未发现相关文献及专利记载针对于汽车板簧癣癍的形成机理及改进措施。
发明内容
针对汽车板簧因表面癣癍导致出现的疲劳失效问题,本发明提供一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，可以很好的改善表面癣癍，甚至去除表面癣癍，从而提高汽车板簧的质量，避免过早疲劳失效。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，
多片簧在热处理前进行喷丸，多片簧加工工艺为下料→中心孔→热处理前喷丸→热处理→喷丸；
少片簧在热处理前进行喷丸，少片簧加工工艺为轧制→热处理前喷丸→热处理→喷丸。
进一步地，所述多片簧在加工前进行材料喷丸，多片簧加工工艺为材料喷丸→下料→中心孔→热处理前喷丸→热处理→喷丸；
所述少片簧在加工前进行材料喷丸，少片簧加工工艺为材料喷丸→轧制→热处理前喷丸→热处理→喷丸。
进一步地，所述少片簧进行轧制工艺时，采用天然气炉轧制。
进一步地，所述少片簧温度控制采用天然气炉的仪表设置温度，轧制1个道次温度为890-920℃；轧制2或3个道次温度为910-930℃；轧制4或5个道次温度为970-990℃。
进一步地，所述少片簧轧制1个道次温度为902℃；轧制2个道次温度为913℃；轧制3个道次温度为922℃；轧制4个道次温度为972℃轧制5个道次温度为978℃。
进一步地，所述少片簧进行轧制工艺时，采用中频炉轧制。
进一步地，所述少片簧温度采用中频炉的钢板出炉温度，轧制1个道次温度为910-930℃；轧制2或3个道次温度为950-970℃；轧制4或5个道次温度为970-990℃。
进一步地，所述少片簧轧制1个道次温度为910℃；轧制2个道次温度为954℃；轧制3个道次温度为962℃；轧制4个道次温度为980℃，轧制5个道次温度为987℃。
本发明的有益效果是：
本发明能够很好的改善表面癣癍，甚至去除表面癣癍，从而提高汽车板簧的质量，避免过早疲劳失效。汽车板簧在热处理前喷丸能够有效的减少甚至去除表面癣癍，从而提高质量，外形美观；汽车板簧在加工前，进行材料喷丸，对于表面癣癍的去除有一定积极影响；针对于少片簧通过轧制道次来控制加热时间，控制加热温度实现轧制过程中的减少氧化皮的产生，避免氧化皮压入基体，从而减少表面癣癍。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现结合实际进一步阐明。
在日常生产过程中，常常发现在汽车板簧表面癣癍处经过疲劳试验机的试验，往往会出现过早的疲劳失效情况，且大部分断裂处均出现在表面癣癍处。
因此针对于表面癣癍形成机理的研究做了大量试验。
汽车板簧分为多片簧和少片簧。
多片簧不需要进行轧制工艺，因此采用加工路线如下：
多片簧一次喷丸：下料→中心孔→热处理前不喷丸→热处理→喷丸
多片簧二次喷丸：下料→中心孔→热处理前喷丸→热处理→喷丸
现象：在经过第四步热处理后，两批次多片簧表面癣癍情况明显不同，一次喷丸(即热处理前未喷丸)，可明显看见表面癣斑；而二次喷丸(即热处理前先喷丸)，目测未见表面癣斑。
经过多次实验分析，热处理前喷丸后的汽车板簧表面癣癍情况得到了明显改善，而热处理前不喷丸后的汽车板簧表面癣癍情况严重。
结果说明：
1、因为两者均采用同样的热处理工艺，现有热处理工艺过程不是表面癣癍成因。
2、热处理前先喷丸一次能够有效消除材料带来的影响并使表面癣癍消除或明显改观。
少片簧需要进行轧制工艺，因此采用加工路线如下：
少片簧一次喷丸：轧制→热处理→喷丸
少片簧二次喷丸：材料喷丸→轧制→热处理→喷丸
少片簧三次喷丸：材料喷丸→轧制→热处理前喷丸→热处理后喷丸
现象：少片簧二次喷丸后的表面癣癍依旧明显；而少片簧三次喷丸目测无表面癣癍。
结果说明：
1、材料喷丸对少片簧无贡献(因再次加热使其作用消失或大大减少)。
2、轧制工序造成癣癍产生而非热处理工序。
3、热处理前喷丸对癣癍减轻或抑制贡献大。
且在针对于少片簧加工时，因少片簧的两端部需要分开轧制，左右两轧制端癣癍程度明显差异，如左目测无而右端癣癍可见，由此进一步论证，轧制工序是关键工序，对表面癣癍的产生有影响。
针对于不同材料进行实验分析。
材料50CrVA的少片簧二次喷丸：表面氧化皮残留及凹坑
材料60Si2Mn的少片簧二次喷丸：表面无明显氧化皮残留及凹坑
癣癍形成机理：温度和加热时间导致氧化皮脱落不匀，氧化皮压入基体。
因此针对于少片簧又对温度及加热时间进行试验分析，得出数据如下：
少片簧轧制的加热时间可以采用轧制道次来进行控制。
经过上述多次重复批次的汽车板簧反复试验，总结如下：
一、形成机理：
1、基体表面的氧化程度不一，脱落不一；
2、氧化皮在轧制中压入基体，热处理后脱落；
3、材料基体存在程度不一的氧化皮。
二、控制措施
1、轧制工序的过热和长时间加热是表面癣斑形成的关键因素。控制加热温度和加热时间；
2、热处理前喷丸对多片簧癣癍的形成有抑制或改善作用；
3、少片簧热处理之前喷丸对表面癣斑的抑制或改善有效果，但必须少片簧在轧制工序无凹坑、无氧化皮严重脱落后的癣癍存在。
因此该汽车板簧表面癣癍改进工艺为：
针对于多片簧可进行热处理前进行喷丸，进一步优选，针对于多片簧进行材料喷丸。
针对于少片簧可进行热处理前进行喷丸，进一步优选，针对于少片簧进行材料喷丸。
进一步优选，少片簧进行轧制工艺时，采用天然气炉轧制，温度采用天然气炉的仪表设置温度，轧制1个道次温度为890-920℃；轧制2或3个道次温度为910-930℃；轧制4或5个道次温度为970-990℃。
进一步优选，少片簧进行轧制工艺时，采用天然气炉轧制，温度采用天然气炉的仪表设置温度，轧制1个道次温度为902℃；轧制2个道次温度为913℃；轧制3个道次温度为922℃；轧制4个道次温度为972℃轧制5个道次温度为978℃。
进一步优选，少片簧进行轧制工艺时，采用中频炉轧制，温度采用中频炉的钢板出炉温度，轧制1个道次温度为910-930℃；轧制2或3个道次温度为950-970℃；轧制4或5个道次温度为970-990℃。
进一步优选，少片簧进行轧制工艺时，采用中频炉轧制，温度采用中频炉的钢板出炉温度，轧制1个道次温度为910℃；轧制2个道次温度为954℃；轧制3个道次温度为962℃；轧制4个道次温度为980℃，轧制5个道次温度为987℃。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (8)

1.一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，
多片簧在热处理前进行喷丸，多片簧加工工艺为下料→中心孔→热处理前喷丸→热处理→喷丸；
少片簧在热处理前进行喷丸，少片簧加工工艺为轧制→热处理前喷丸→热处理→喷丸。
2.根据权利要求1所述的一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，
所述多片簧在加工前进行材料喷丸，多片簧加工工艺为材料喷丸→下料→中心孔→热处理前喷丸→热处理→喷丸；
所述少片簧在加工前进行材料喷丸，少片簧加工工艺为材料喷丸→轧制→热处理前喷丸→热处理→喷丸。
3.根据权利要求1所述的一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，所述少片簧进行轧制工艺时，采用天然气炉轧制。
4.根据权利要求3所述的一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，所述少片簧温度控制采用天然气炉的仪表设置温度，轧制1个道次温度为890-920℃；轧制2或3个道次温度为910-930℃；轧制4或5个道次温度为970-990℃。
5.根据权利要求4所述的一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，所述少片簧轧制1个道次温度为902℃；轧制2个道次温度为913℃；轧制3个道次温度为922℃；轧制4个道次温度为972℃轧制5个道次温度为978℃。
6.根据权利要求1所述的一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，所述少片簧进行轧制工艺时，采用中频炉轧制。
7.根据权利要求6所述的一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，所述少片簧温度采用中频炉的钢板出炉温度，轧制1个道次温度为910-930℃；轧制2或3个道次温度为950-970℃；轧制4或5个道次温度为970-990℃。
8.根据权利要求7所述的一种汽车板簧表面癣癍改进工艺，其特征是，所述少片簧轧制1个道次温度为910℃；轧制2个道次温度为954℃；轧制3个道次温度为962℃；轧制4个道次温度为980℃，轧制5个道次温度为987℃。
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