CN111663020A - 通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，（1）将稳定杆加热到880℃；（2）将稳定杆浸入淬火介质水基淬火液中快速淬火，淬火时间8S‑10S；（3）稳定杆回火，回火温度280℃，回火时间30min；（4）回火后的稳定杆，外层的金相组织为回火马氏体，硬度为57HRC‑60HRC，芯部的金相组织为珠光体，硬度36HRC‑38HRC；介于外层与芯部之间的过渡层的金相组织为回火屈氏体或回火索氏体，过渡层从外侧到内侧的硬度，从外层的硬度到芯部的硬度逐渐减小；（5）回火后的稳定杆的冯.米塞斯应力为910Mpa；（6）稳定杆扭力疲劳试验失效时的摆动次数≥20万次。

Description

通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法
技术领域
本发明涉及稳定杆生产领域，尤其是一种通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法。
背景技术
稳定杆的全称是"横向稳定杆"，又被称作扭杆弹簧，英文名称Torsion-BarSpring，是汽车悬架中一种重要的辅助弹性元件。稳定杆的结构及其制造方法可从中国专利申请号201680015619.7的发明专利涉及的一种稳定杆及其制造方法获得了解；稳定杆在制造过程中，冷成型后需要通过热处理淬火、回火提高稳定杆的性能，传统的稳定杆淬火、回火工艺，淬火为油淬，淬火时间为≥4min，淬火硬度为50 HRC至53 HRC，回火后组织为回火屈氏体或回火索氏体，冯.米塞斯应力为850Mpa，稳定杆扭力疲劳试验失效时的摆动次数为3万次至8万次，存在淬火时间较长，稳定杆内外部淬火硬度接近，冯.米塞斯应力较低，疲劳强度较低的不足；因此，设计一种淬火时间较短，稳定杆内外部淬火硬度分级，冯.米塞斯应力较高，疲劳强度较高的通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前的稳定杆淬火、回火工艺，存在淬火时间较长，稳定杆内外部淬火硬度接近，冯.米塞斯应力较低，疲劳强度较低的不足，提供淬火时间较短，稳定杆内外部淬火硬度分级，冯.米塞斯应力较高，疲劳强度较高的通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法。
本发明的具体技术方案是：
一种通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，（1）将材料为C45E，直径为20mm-25mm的稳定杆加热到875℃-885℃；（2）将稳定杆浸入淬火介质水基淬火液中快速淬火，淬火时间8S-10S；（3）稳定杆回火，回火温度275℃-285℃，回火时间28min-32min；（4）回火后的稳定杆，外层的金相组织为回火马氏体，硬度为57HRC-60HRC，芯部的金相组织为珠光体，硬度36HRC-38HRC；介于外层与芯部之间的过渡层的金相组织为回火屈氏体或回火索氏体，过渡层从外侧到内侧的硬度，从外层的硬度到芯部的硬度逐渐减小；（5）回火后的稳定杆的冯.米塞斯应力为910Mpa；（6）稳定杆扭力疲劳试验失效时的摆动次数≥20万次。所述的通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，通过快速水基淬火液快速淬火，使稳定杆外层、过渡层、芯部的硬度实现分级，提高稳定杆的冯.米塞斯应力，提高稳定杆的疲劳强度，提高了淬火的效率；通过调整淬火时间可以调整外层、过渡层、芯部的径向厚度。
作为优选，所述的外层的径向厚度为稳定杆直径的六分之一至四分之一，芯部的直径为稳定杆直径的四分之一至二分之一，其余为过渡层的径向厚度。稳定杆的冯.米塞斯应力、稳定杆的疲劳强度较高。
作为优选，所述的稳定杆加热的设备为可自动控制加热温度的中高频感应加热设备。加热高效快速，功率调节为无级连续调节，利于根据生产需要调节功率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，通过快速水基淬火液快速淬火，使稳定杆外层、过渡层、芯部的硬度实现分级，提高稳定杆的冯.米塞斯应力，提高稳定杆的疲劳强度，提高了淬火的效率；通过调整淬火时间可以调整外层、过渡层、芯部的径向厚度。外层的径向厚度为稳定杆直径的六分之一至四分之一，芯部的直径为稳定杆直径的四分之一至二分之一，其余为过渡层的径向厚度，稳定杆的冯.米塞斯应力、稳定杆的疲劳强度较高。稳定杆加热的设备为可自动控制加热温度的中高频感应加热设备，加热高效快速，功率调节为无级连续调节，利于根据生产需要调节功率。
附图说明
图1是本发明的稳定杆径向尺寸与硬度的关系曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。
一种通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，（1）将材料为C45E，直径为20mm-25mm的稳定杆加热到875℃-885℃；（2）将稳定杆浸入淬火介质水基淬火液中快速淬火，淬火时间8S-10S；（3）稳定杆回火，回火温度275℃-285℃，回火时间28min-32min；（4）回火后的稳定杆，外层的金相组织为回火马氏体，硬度为57HRC-60HRC，芯部的金相组织为珠光体，硬度36HRC-38HRC；介于外层与芯部之间的过渡层的金相组织为回火屈氏体或回火索氏体，过渡层从外侧到内侧的硬度，从外层的硬度到芯部的硬度逐渐减小；（5）回火后的稳定杆的冯.米塞斯应力为910Mpa；（6）稳定杆扭力疲劳试验失效时的摆动次数≥20万次。所述的外层的径向厚度为稳定杆直径的六分之一至四分之一，芯部的直径为稳定杆直径的四分之一至二分之一，其余为过渡层的径向厚度。所述的稳定杆加热的设备为可自动控制加热温度的中高频感应加热设备。
本实施例中，稳定杆的直径为23mm，稳定杆加热温度880℃，淬火时间9S，回火温度250℃，回火时间30min；
所述的外层的径向厚度为稳定杆直径的4.8mm，芯部的直径为7.7 mm，其余为过渡层的径向厚度。
本发明的稳定杆径向尺寸与硬度的关系曲线如附图1所示，图中：A-外层，B-过渡层，C-芯部。
所述的通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，通过快速水基淬火液快速淬火，使稳定杆外层、过渡层、芯部的硬度实现分级，提高稳定杆的冯.米塞斯应力，提高稳定杆的疲劳强度，提高了淬火的效率；通过调整淬火时间可以调整外层、过渡层、芯部的径向厚度。
除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，其特征是，（1）将材料为C45E，直径为20mm-25mm的稳定杆加热到875℃-885℃；（2）将稳定杆浸入淬火介质水基淬火液中快速淬火，淬火时间8S-10S；（3）稳定杆回火，回火温度275℃-285℃，回火时间28min-32min；（4）回火后的稳定杆，外层的金相组织为回火马氏体，硬度为57HRC-60HRC，芯部的金相组织为珠光体，硬度36HRC-38HRC；介于外层与芯部之间的过渡层的金相组织为回火屈氏体或回火索氏体，过渡层从外侧到内侧的硬度，从外层的硬度到芯部的硬度逐渐减小；（5）回火后的稳定杆的冯.米塞斯应力为910Mpa；（6）稳定杆扭力疲劳试验失效时的摆动次数≥20万次。
2.根据权利要求1所述的通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，其特征是：所述的外层的径向厚度为稳定杆直径的六分之一至四分之一，芯部的直径为稳定杆直径的四分之一至二分之一，其余为过渡层的径向厚度。
3.根据权利要求1或2所述的通过内外部硬度分级提高稳定杆疲劳强度的方法，其特征是：所述的稳定杆加热的设备为可自动控制加热温度的中高频感应加热设备。
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