一種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于懸架彈簧加工技術領域，尤其是一種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲 加工方法。
【背景技術】
[0002] 汽車懸架彈簧是汽車懸架中的彈性元件，使車橋和車架或車身之間作彈性聯系， 承受和傳遞垂直載荷，緩和及抑制不平路面所引起的沖擊，在汽車的獨立懸架中較常使用 螺旋彈簧，特別是前輪獨立懸架中，該螺旋彈簧具有無需潤滑、不忌污泥、占用空間小且重 量輕的特點，其由彈簧鋼棒料卷制而成，可做成等螺距或變螺距的結構。懸架彈簧的原料為 彈簧鋼絲，該彈簧鋼絲可分為退火態鋼絲、冷拔態鋼絲和油淬火回火態鋼絲，其中最后一種 是將冷拔到成品尺寸的鋼絲，在一條連續生產線上進行加熱、油淬火回火，使鋼絲組織為回 火索氏體，具有內應力低、性能均勻的特點，具體的生產過程是：放線、表面處理、拉拔定徑、 淬火加熱、淬火油冷、回火加熱、回火水冷、剪切、收線和包裝入庫，其中最為重要的處理過 程是表面處理、拉拔定徑、淬火和回火這幾個過程，各廠家對于該幾個過程均有各自精心設 計的工藝參數，但仍然有進一步提高的可能。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供化學成分合理、工藝操作簡便的一 種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法。
[0004] 本發明采取的技術方案是：
[0005] -種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法，包括表面處理、拉拔定徑、淬火加 熱、淬火油冷、回火加熱和回火水冷，其特征在于：
[0006] 所述彈簧鋼絲的原料包括按重量百分比混合的以下組分：
[0007] C 0.S1-?. 59
[0008] Si 1. 30~1. 60 Μη 0. 60~0, 80 Ρ Q~02 S Ο~0.02 Cu 0~0, 30 .m 〇~ο. 15 Cr 0. 60~0. 80 Mo 0 ~0.Q5 Fe及不可避免的余量； 雜質
[0009] 所述拉拔定徑中使用的定徑帶長度為2~4毫米；
[0010] 所述淬火加熱溫度為1000~1150攝氏度，回火溫度為400~500攝氏度，車速為 24~32米/分鐘；
[0011] 所述熱處理中的夾持張力為20~35巴。
[0012] 而且，所述定徑帶長度為3毫米。
[0013] 而且，所述淬火加熱溫度為1000~1120攝氏度，回火溫度為440~480攝氏度， 車速為26~30米/分鐘。。
[0014] 而且，所述淬火加熱溫度為1010攝氏度，采用淬火油進行冷卻，回火溫度為465攝 氏度，采用水進行冷卻，車速為28米/分鐘。
[0015] 而且，所述表面處理包括酸洗和磷化，酸洗使用濃度為10~25%的鹽酸，酸洗時 間為10~20分鐘。
[0016] 本發明的優點和積極效果是：
[0017] 本發明中，原料為碳、硅、錳、磷、硫、銅、鎳、鉻、鉬和鐵，各種組分及其含量相互配 合制成的盤條，在脫碳層深度、非金屬夾雜物、表面質量、力學性能等方面均非常優秀，該盤 條經過酸洗和磷化后進行冷拉拔，形成符合外徑要求的半成品，然后經過淬火、回火等工序 后制得成品，其中的拉拔過程中的定徑帶長度、淬火的溫度、回火溫度以及車速均經過精心 的選擇，使制得的成品在線徑穩定性、不圓度、抗拉強度、面縮率等均高于傳統的油淬火回 火彈簧鋼絲工藝。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合實施例，對本發明進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的， 不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。
[0019] -種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法，包括表面處理、拉拔定徑、淬火加 熱、淬火油冷、回火加熱和回火水冷，本發明的創新在于：
[0020] 所述彈簧鋼絲的原料包括按重量百分比混合的以下組分：
[0021] C 0.S1-Θ. 59 Si 1.30 ~1.60 Μπ 0.60 ~0.80 ρ _〇~〇. _〇 藝 S 0-0,02 Cy 0 ~0. 30 11 0 ~0. ]5 Cr 0, 60^0, 8:0 Mo 0 ~0,. 05: Fe及不可避免的余量； 雜質
[0022] 所述拉拔定徑中使用的拉絲模的定徑帶長度為2~4毫米；
[0023] 所述淬火加熱溫度為1000~1150攝氏度，回火溫度為400~500攝氏度，車速為 25~35米/分鐘；
[0024] 所述熱處理中的夾持張力為20~35巴，更優選的方案是夾持張力為30~35巴。
[0025] 更優選的方案是：所述定徑帶長度為3毫米。所述淬火加熱溫度為1000~1120 攝氏度，回火溫度為440~480攝氏度，車速為25~30米/分鐘。
[0026] 最優選的方案是：所述淬火加熱溫度為1010攝氏度，采用淬火油進行冷卻，回火 溫度為465攝氏度，采用水進行冷卻，輸送來的水為室溫下的冷水，冷卻后的水保持35~42 攝氏度的溫度，車速為28米/分鐘。
[0027] 為了保證上述熱處理中鋼絲維持一個好的轉變狀態，在淬火工序、回火工序以及 二者之間均安裝有保溫套管，即淬火設備中的工作臺上安裝保溫套管，在保溫套管外部包 覆一層或多層保溫層，在回火設備中的工作臺上也安裝有類似的保溫套管和保溫層，在淬 火工序和回火工序之間安裝支撐架，在支撐架上端安裝保溫套管，鋼絲從保溫套管之中穿 過，整個熱處理過程中，鋼絲得到了很好的保護，為其內部結構轉變提供了一個良好的保溫 環境，進一步提高了鋼絲的抗拉強度和面縮率。
[0028] 上述表面處理包括酸洗和磷化，酸洗使用濃度為10~25%的鹽酸，酸洗時間為 10~20分鐘，酸洗后使用中性活化劑進行表面清洗，然后進行磷化。
[0029] 更優選的原料配比方案見表1 :
[0030]
[0031] 表1 :組分含量
[0032] 彈簧鋼盤條的生產工藝是：1.脫硫鐵水；2.轉爐冶煉；3.精煉；4.模鑄；5均熱爐 加熱；6.初乳機開坯；7.連乳機乳制；8.鋼坯表面全剝皮處理；9.鋼坯加熱；10.高速線材 乳制；11.斯太爾摩冷線冷卻；12.檢驗包裝。
[0033] 上述制成的盤條的夾雜物含量的檢驗結果應符合表2的標準，實際檢測的結果為 夾雜物D含量為0.5,其余為0 :
[0034]
[0035] 表2 :夾雜物含量標準
[0036] 盤條的顯微組織為珠光體+鐵素體，脫碳深度小于等于0. 05毫米。
[0037] 選取Φ12. 6毫米為例
[0038] 在鋼絲中，表面缺陷嚴重影響鋼絲的質量，降低鋼絲的疲勞壽命，這些缺陷主要包 括劃傷、裂紋、折疊及麻坑等，他們的存在破壞了鋼絲表面的連續性，當彈簧受到外力作用 時會在缺陷處產生應力集中，使表面實際應力增加而形成疲勞失效的初始點，最終導致彈 簧斷裂，嚴重的缺陷可造成鋼絲纏簧過程中直接斷裂，因此必須消除表面缺陷以延長在高 應力作用下使用壽命。
[0039] 采取如下措施：原材料加大表面檢驗力度，發現缺陷進行修磨去除；酸洗后盤條 進行100%表面在檢驗，酸洗不凈及過酸洗盤條不得投入使用；半成品檢驗及淬火前上線 檢驗時發現缺陷進行修磨去除；淬火過程中開啟橫縱渦流探傷儀進行在線探傷，探傷精度 達到0. 10um，并在缺陷處噴漆進行標識的方法進行缺陷識別。
[0040] 定徑帶長度和夾送張力的選擇分別見表3和表4 :
[0041]
[0042] 表3 :定徑帶長度對應的測量結果
[0043] 由表3可知，定徑帶長度為3毫米時，拉絲模拉拔的半成品線徑最穩定且不圓度最 小。
[0044]
[0045] 表4 :夾持張力對應的測量結果
[0046] 由表4可知，熱處理過程中夾具的夾持張力為20~35巴時，鋼絲線徑最穩定且不 圓度最小。
[0047] 淬火、回火和車速的配合關系見表5 :
[0048]
[0049] 表5 :配合關系
[0050] 由表5可知，淬火溫度為1010°C、回火溫度為465°C、車速為28m/min為最佳工藝。
[0051] 制得的彈簧鋼絲各項性能與ITW標準值比較的結果見表6 :
[0052]
[0053] 表6:比較結果
[0054] 上述高強度彈簧鋼絲加工成懸架彈簧的過程是：
[0055] 使用成型機進行冷卷成型，然后將懸架彈簧放入350~400攝氏度的環境中保溫 1~2小時去應力退火，然后取出懸架彈簧放入噴丸機內進行兩次噴丸，每次60秒，然后將 懸架彈簧取出進行滲氮處理，最后進行表面保護處理。
[0056] 制成的懸架彈簧經過一汽大眾和廣州神龍等廠商測試，滿足SWI-200級的汽車懸 架彈簧的要求，
[0057] 本發明中，原料為碳、硅、錳、磷、硫、銅、鎳、鉻、鉬和鐵，各種組分及其含量相互配 合制成的盤條，在脫碳層深度、非金屬夾雜物、表面質量、力學性能等方面均非常優秀，該盤 條經過酸洗和磷化后進行冷拉拔，形成符合外徑要求的半成品，然后經過淬火、回火等工序 后制得成品，其中的拉拔過程中的定徑帶長度、淬火的溫度、回火溫度以及車速均經過精心 的選擇，使制得的成品在線徑穩定性、不圓度、抗拉強度、面縮率等均高于傳統的油淬火回 火彈簧鋼絲工藝。
【主權項】
1. 一種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法，包括表面處理、拉拔定徑、淬火加 熱、淬火油冷、回火加熱和回火水冷，其特征在于： 所述彈簧鋼絲的原料包括按重量百分比混合的以下組分： C 0, 51 ~0. 59 Si 1.30-1 60 In i. 60^0:. 8:0 P 0 ~0.02 B 0 ~0,02 Cu 0-0.30 Ni 0 ~0. 15 Cr 0.60 ~0.80 Mq 0 ~0· 05 Fe及不可避免的余量； 雜眞 所述拉拔定徑中使用的定徑帶長度為2~4毫米； 所述淬火加熱溫度為1000~1150攝氏度，回火溫度為400~500攝氏度，車速為24~ 32米/分鐘； 所述熱處理中的夾持張力為20~35巴。2. 根據權利要求1所述的一種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法，其特征在 于：所述定徑帶長度為3毫米。3. 根據權利要求2所述的一種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法，其特征在 于：所述淬火加熱溫度為1000~1120攝氏度，回火溫度為440~480攝氏度，車速為26~ 30米/分鐘。4. 根據權利要求3所述的一種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法，其特征在 于：所述淬火加熱溫度為1010攝氏度，采用淬火油進行冷卻，回火溫度為465攝氏度，采用 水進行冷卻，車速為28米/分鐘。5. 根據權利要求4所述的一種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法，其特征在 于：所述表面處理包括酸洗和磷化，酸洗使用濃度為10~25%的鹽酸，酸洗時間為10~20 分鐘。
【專利摘要】本發明涉及一種汽車懸架彈簧用高強度彈簧鋼絲加工方法，原料包括碳、硅、錳、磷、硫、銅、鎳、鉻、鉬和鐵。本發明中，各種組分及其含量相互配合制成的盤條，在脫碳層深度、非金屬夾雜物、表面質量、力學性能等方面均非常優秀，該盤條經過酸洗和磷化后進行冷拉拔，形成符合外徑要求的半成品，然后經過淬火、回火等工序后制得成品，其中的拉拔過程中的定徑帶長度、淬火的溫度、回火溫度以及車速均經過精心的選擇，使制得的成品在線徑穩定性、不圓度、抗拉強度、面縮率等均高于傳統的油淬火回火彈簧鋼絲工藝。
【IPC分類】C21D8/06, C22C38/08, C22C38/16, C22C38/18, C22C38/12, C22C38/02
【公開號】CN105349748
【申請號】CN201510645988
【發明人】王世偉, 王秀俊, 朱珊, 霍愛國, 劉國慶, 祁亞林, 韓梅, 劉富源, 劉洪良, 李 浩
【申請人】天津冶金集團中興盛達鋼業有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月9日