一种高强度空心稳定杆的制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高强度空心稳定杆的制造工艺，包括以下步骤：1）落料：将空心金属管按设计的长度进行落料；2）对钢管表面进行渗碳处理；3）利用数控冷弯机进行冷弯成形；4）在惰性气体保护下，工件在淬火炉中加热后油淬；5）在惰性气体保护下，工件在回火炉中加热后保温；6）对稳定杆半成品在淬火过程中产生的变形部位进行局部校正；7）对空心稳定杆内壁进行喷丸强化；8）采用摩擦焊接工艺，焊接稳定杆和球头；9）对空心稳定杆外壁进行抛丸强化处理；10）先对稳定杆进行表面磷化，然后进行喷粉，加热固化。本发明专利技术的高强度空心稳定杆的制造工艺，能降低稳定杆重量，提高抗拉强度和疲劳寿命。

Manufacturing Technology of a High Strength Hollow Stabilizing Rod

The invention discloses a manufacturing process of a high strength hollow stabilizing rod, which comprises the following steps: 1) blanking: blanking hollow metal pipe according to the designed length; 2) carburizing the surface of the steel pipe; 3) cold bending forming by using a numerical control cold bending machine; 4) oil quenching of the workpiece after heating in a quenching furnace under inert gas protection; 5) oil quenching of the workpiece under inert gas protection; Tempering furnace heat preservation; 6) local correction of deformation parts of semi-finished stabilizer rod in quenching process; 7) shot peening strengthening of inner wall of hollow stabilizer rod; 8) friction welding technology, welding stabilizer rod and ball head; 9) shot peening strengthening of outer wall of hollow stabilizer rod; 10) first phosphating the surface of stabilizer rod, then powder peening, heating and solidification. Change. The manufacturing process of the high strength hollow stabilizing rod can reduce the weight of the stabilizing rod and improve the tensile strength and fatigue life.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度空心稳定杆的制造工艺
本专利技术涉及机械制造工艺领域，具体涉及一种高强度空心稳定杆的制造工艺。
技术介绍
稳定秆是汽车悬架系统的一个重要零件，其功能是防止汽车在转弯或左、右轮受到不同的载荷时产生侧翻，提高汽车的操作稳定性，同时也能改善汽车的乘坐舒适性。为了适应汽车轻量化发展的趋势，稳定杆也由传统的实心结构转变为空心结构，其减重效果显著，减重比例可达30%～45%。相比实心稳定杆而言，空心稳定杆在制造过程中容易出现内壁热处理脱碳导致强度下降，内壁冷弯拉伤、R角褶皱等缺陷，以及在冷弯过渡段的工作应力水平较高，容易导致疲劳裂纹从内壁萌生并且扩展使得零件失效破坏等问题，因此如何选择合适的制造工艺以提高空心稳定杆的整体寿命是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强度空心稳定杆的制造工艺，用以解决目前空心稳定杆在制造过程中容易出现内壁热处理脱碳导致强度下降，内壁冷弯拉伤、R角褶皱等缺陷，以及在冷弯过渡段的工作应力水平较高，容易导致疲劳裂纹从内壁萌生并且扩展使得零件失效破坏等问题。实现本专利技术的目的技术方案如下：一种高强度空心稳定杆的制造工艺，其包括以下步骤：1）落料：在圆盘锯床上将空心金属管原材料按设计的长度进行落料；2）渗碳：对原材料钢管表面进行渗碳处理，控制渗碳温度、渗碳层的厚度和渗碳均匀性；3）冷弯成形：利用数控冷弯机进行冷弯成形，在此过程中，钢管内使用芯棒支撑以保证R角过度圆滑；4）淬火：在惰性气体保护下，工件在淬火炉中加热至设定温度，然后油淬；5）回火：在惰性气体保护下，工件在回火炉中加热至设定温度后保温；6）冷校：采用液压设备对稳定杆半成品在淬火过程中产生的变形部位进行局部校正；7）内壁喷丸：利用高压水驱动金属弹丸对空心稳定杆内壁进行喷丸强化；8）摩擦焊接：采用摩擦焊接工艺，将内壁强化后的稳定杆和机加好的球头进行焊接连接；9）外壁抛丸：用吊笼式抛丸机，利用旋转叶轮驱动金属弹丸对空心稳定杆外壁进行抛丸强化处理；10）表面涂装防护：先对稳定杆进行表面磷化，保持稳定杆表面整洁；然后进行喷粉，加热固化。上述方案中，步骤2中，表面渗碳温度900℃-950℃，渗碳层厚度0.8mm-1.2mm，渗碳后抗拉强度超过1000MPa。上述方案中，步骤3中，冷弯成形时，钢管内壁通过柔性芯棒进行支撑，避免R角褶皱开裂，并保证R角半径工差控制在±2mm以内。上述方案中，步骤4中，淬火过程中，将工件加热至920±20℃，然后将工件放入冷却液槽中淬火，淬火冷却时间180s。上述方案中，步骤5中，回火过程中，将工件加热至450±20℃，回火时间100-120min，热处理后内壁脱碳层厚底小于20um。上述方案中，步骤7中，内壁喷丸处理后，工件内壁表层压应力≥400Mpa。上述方案中，步骤8中，焊后接头强度不低于母材强度，球头焊后相位角≤±0.5℃。上述方案中，步骤9中，外壁喷丸处理后，工件外壁表层压应力≥800Mpa。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的高强度空心稳定杆的制造工艺，在降低稳定杆重量的同时，能提高其抗拉强度和疲劳寿命。通过对空心稳定杆进行渗碳、惰性气体保护热处理、内壁喷丸和外壁抛丸、球头摩擦焊接等工艺，其应力等级高于1000MPa，疲劳寿命超过20万次（其内壁表层压应力≥400Mpa，外壁表层压应力≥800Mpa）。附图说明图1为本专利技术的一种高强度空心稳定杆的制造工艺的示意图；图2为本专利技术的空心稳定杆的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用方案和实现效果表达的更加清楚明了,下面将结合附图进一步详细描述,所有实例描述仅为本专利技术的部分不是全部的实例,本邻域技术人员没有创造性的成果的其他实例都属于本专利技术保护的范围。下面结合图1和图2对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：参考图1，本专利技术高强度空心稳定杆的制造工艺包括：落料→表面渗碳→冷弯成形→淬火→回火→冷校→内壁喷丸→摩擦焊接→外壁抛丸→涂装等工艺步骤。如图2为本专利技术的制造工艺制成的成品高强度空心稳定杆的结构示意图。高强度空心稳定杆的制造工艺，其包括以下步骤：1）落料：用圆盘锯按设计长度对空心金属钢管进行落料，空心金属钢管选用28Mn6、26MnB5或34MnB5等材料，材料表面应无划伤腐蚀等缺陷；2）表面渗碳：渗碳温度900℃-950℃，渗碳层厚度0.8mm-1.2mm，以34MnB5为例渗碳后最大抗拉强度可达1900MPa；3）冷弯成形：采用数控冷弯成形设备，将管料冷弯至设计尺寸，其中冷弯成形时管内壁有柔性芯棒进行支撑，避免R角褶皱开裂，R角半径工差控制在±2mm以内；4）淬火：为了防止钢管表层脱碳，在惰性气体保护淬火炉中加热工件至920±20℃，加热后置于夹具上放入冷却液槽中淬火，淬火冷却时间180s；5）回火：为了提高材料的韧性，在氮气或氩气保护回火炉中，回火温度加热至450±20℃，保温100-120min，热处理后内壁脱碳层厚底小于20um；6）冷校：采用液压设备对稳定杆半成品在淬火过程中产生的变形部位进行局部校正，其开档尺寸精度≤±1mm，平面度≤±0.5mm；7）内壁喷丸：利用高压水驱动丸粒，弹丸速度＞200m/s，分别从空心稳定杆两端伸入对内壁进行喷丸强化，喷丸覆盖率达98%以上，喷丸强度0.25mmA-0.45mmA，喷丸后内壁表层残余压应力≥400Mpa；8）摩擦焊接：部分产品球头体积较大，无法通过端头锻扁的方式加工，因此采用摩擦焊接工艺，将内壁强化后的稳定杆和机加好的锻压球头进行焊接连接，焊后接头强度不低于母材强度，球头焊后相位角≤±0.5℃；9）外壁抛丸：用吊笼式抛丸设备进行稳定杆表面抛丸强化，覆盖率达98%以上，喷丸强度0.3mmA-0.6mmA，喷丸后内壁表层残余压应力≥800Mpa；10）涂装防护：先对稳定杆进行表面磷化，保持稳定杆表面整洁，然后进行喷粉，喷粉后对表面进行热固化。本专利技术的高强度空心稳定杆的制造工艺，在降低稳定杆重量的同时，能提高其抗拉强度和疲劳寿命，强度与实心稳定杆相当。通过对空心稳定杆进行渗碳、惰性气体保护热处理、内壁喷丸和外壁抛丸、球头摩擦焊接等工艺，其应力等级高于1000MPa，疲劳寿命超过20万次（其内壁表层压应力≥400Mpa，外壁表层压应力≥800Mpa）。需要说明的是，以上所述仅为本专利技术的几个优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然能够对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度空心稳定杆的制造工艺，其特征在于：其包括以下步骤：1）落料：在圆盘锯床上将空心金属管原材料按设计的长度进行落料；2）渗碳：对原材料钢管表面进行渗碳处理，控制渗碳温度、渗碳层的厚度和渗碳均匀性；3）冷弯成形：利用数控冷弯机进行冷弯成形，在此过程中，钢管内使用芯棒支撑以保证R角过度圆滑；4）淬火：在惰性气体保护下，工件在淬火炉中加热至设定温度，然后油淬；5）回火：在惰性气体保护下，工件在回火炉中加热至设定温度后保温；6）冷校：采用液压设备对稳定杆半成品在淬火过程中产生的变形部位进行局部校正；7）内壁喷丸：利用高压水驱动金属弹丸对空心稳定杆内壁进行喷丸强化；8）摩擦焊接：采用摩擦焊接工艺，将内壁强化后的稳定杆和机加好的球头进行焊接连接；9）外壁抛丸：用吊笼式抛丸机，利用旋转叶轮驱动金属弹丸对空心稳定杆外壁进行抛丸强化处理；10）表面涂装防护：先对稳定杆进行表面磷化，保持稳定杆表面整洁；然后进行喷粉，加热固化。

【技术特征摘要】
1.一种高强度空心稳定杆的制造工艺，其特征在于：其包括以下步骤：1）落料：在圆盘锯床上将空心金属管原材料按设计的长度进行落料；2）渗碳：对原材料钢管表面进行渗碳处理，控制渗碳温度、渗碳层的厚度和渗碳均匀性；3）冷弯成形：利用数控冷弯机进行冷弯成形，在此过程中，钢管内使用芯棒支撑以保证R角过度圆滑；4）淬火：在惰性气体保护下，工件在淬火炉中加热至设定温度，然后油淬；5）回火：在惰性气体保护下，工件在回火炉中加热至设定温度后保温；6）冷校：采用液压设备对稳定杆半成品在淬火过程中产生的变形部位进行局部校正；7）内壁喷丸：利用高压水驱动金属弹丸对空心稳定杆内壁进行喷丸强化；8）摩擦焊接：采用摩擦焊接工艺，将内壁强化后的稳定杆和机加好的球头进行焊接连接；9）外壁抛丸：用吊笼式抛丸机，利用旋转叶轮驱动金属弹丸对空心稳定杆外壁进行抛丸强化处理；10）表面涂装防护：先对稳定杆进行表面磷化，保持稳定杆表面整洁；然后进行喷粉，加热固化。2.根据权利要求1所述的一种高强度空心稳定杆的制造工艺，其特征在于：步骤2中，表面渗碳温度900℃-950℃，渗碳层厚度0.8mm-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，陈小东，刘红兵，陈正强，孔德霞，
申请(专利权)人：扬州东升汽车零部件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32