一种高应力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应力空心稳定杆的制造工艺，包括：落料步骤；冷弯成型步骤；淬火步骤；回火步骤；粗修冷校正步骤；内壁喷丸步骤；内壁喷油步骤；端头成型步骤；精修冷校正步骤；抛丸步骤；以及涂装步骤。本发明专利技术通过对冷弯后的稳定杆进行适当的热处理、内壁喷油、内壁喷丸及表面抛丸强化工艺，极大地提高了空心稳定杆的疲劳强度，满足应力等级高于800MPa的技术要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车稳定杆的制造技术，尤其涉及高应力空心稳定杆的制造工艺。
技术介绍
稳定杆是汽车悬架系统的一个重要零件，它的特点是改善乘车的舒适性，同时减小汽车在转弯时的倾斜幅度。传统的稳定杆一般由弹簧圆钢加工而成，也有部分汽车已经开始采用空心稳定杆，但一般使用应力都在600MPa以下，采用的材料可以为无缝钢管或焊接冷拔管，材料的碳含量一般低于0.3％。随着汽车行业对环保和节能减排要求的增强，汽车对轻量化的要求也越来越高，势必要求其采用的零部件能有更高的强度及更少的材料。轻量化的推进，对空心稳定杆也提出了更高的应力等级要求，因此亟需一种能够制造应力等级高于800MPa的稳定杆的工艺。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种高应力空心稳定杆的制造工艺，用于制造应力等级高于800MPa的汽车空心稳定杆。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是：一种高应力空心稳定杆的制造工艺，包括以下步骤：a、将合格的空心金属管原材料裁剪成设计的长度的落料步骤；b、通过弯管设备将材料冷弯成稳定杆杆身形成稳定杆半成品的冷弯成型步骤；c、对冷弯成型的稳定杆半成品进行淬火的淬火步骤；d、将淬火后的稳定杆半成品在回火炉中进行回火的回火步骤；e、对回火后的稳定杆半成品进行粗修校正的粗修冷校正步骤；f、对粗修冷校正后的稳定杆半成品进行内壁喷丸强化的内壁喷丸步骤；g、对内壁喷丸后的稳定杆半成品进行内壁喷油处理的内壁喷油步骤；h、将稳定杆半成品的两端进行端头成型的端头成型步骤；i、对端头成型后的稳定杆成品进行精确修正的精修冷校正步骤；j、对稳定杆成品外表面进行抛丸处理的抛丸步骤；k、对稳定杆表面进行表面保护的涂装步骤。本专利技术至少具有以下优点：1、本专利技术通过对冷弯后的稳定杆进行适当的热处理、内壁喷油、内壁喷丸及表面抛丸强化工艺，极大地提高了空心稳定杆的疲劳强度及空心稳定杆在高应力下的使用寿命。与采用传统制造工艺的空心稳定杆相比，其许用应力可以提高20％以上，满足应力等级高于800MPa的技术要求；2、采用本专利技术制造工艺制造的空心稳定杆还大幅度地提高了在高应力循环载荷下的使用寿命，可进一步降低空心稳定杆的重量，达到汽车充分轻量化的目的。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的制造工艺流程示意图。图2是根据本专利技术一实施例的内壁喷丸过程的示意图。具体实施方式本专利技术的具体特征性能由以下的实施例结合附图进一步描述。请参阅图1。根据本专利技术一实施例的一种高应力空心稳定杆的制造工艺，包括以下步骤：a、将合格的空心金属管原材料裁剪成设计的长度的落料步骤；b、通过弯管设备将材料冷弯成稳定杆杆身形成稳定杆半成品的冷弯成型步骤；c、对冷弯成型的稳定杆半成品进行淬火的淬火步骤；d、将淬火后的稳定杆半成品在回火炉中进行回火的回火步骤；e、对回火后的稳定杆半成品进行粗修校正的粗修冷校正步骤；f、对粗修冷校正后的稳定杆半成品进行内壁喷丸强化的内壁喷丸步骤；g、对内壁喷丸后的稳定杆半成品进行内壁喷油处理的内壁喷油步骤；h、将稳定杆半成品的两端进行端头成型的端头成型步骤；i、对端头成型后的稳定杆成品进行精确修正的精修冷校正步骤；j、对稳定杆成品外表面进行抛丸处理的抛丸步骤；k、对稳定杆表面进行表面保护的涂装步骤。下面结合生产一种高应力空心稳定杆的具体实施例进一步说明本专利技术的特征性能：落料步骤：选择合格的原材料，将合格的空心金属管材按稳定杆的型号规格裁剪成稳定杆单倍材料。为提高稳定杆的许用应力和疲劳寿命，本实施例选用焊接冷拔管，材料为类似34MnB5的材料。材料要求内外表面无损伤、管内壁无锈蚀。冷弯成型步骤：采用数控冷弯设备，将单倍料加工成符合尺寸要求的杆身。杆身尺寸是否符合要求通过量规来检验。淬火步骤：本专利技术的稳定杆淬火加热采用通电加热方式进行，加热温度为910±20℃之间，加热时间为30±5秒，更优选地为910℃，加热时间为30秒。加热之后马上置于淬火夹具上固定，然后放入冷却槽中冷却，冷却前稳定杆半成品的温度应大于840℃，淬火夹具的作用是减少杆子的淬火变形；淬火夹具与杆定杆杆身接触部分需要设计成适合的形状及选用耐高温导热性差的材料，以免因为接触部分的降温对接触部分的材料组织产生影响。冷却液的温度应控制在20℃～50℃之间，冷却液中含淬火液的浓度为6.8～7.9。淬火后杆子的硬度大于50HRC。回火步骤：该步骤为高应力稳定杆生产的关键步骤之一，淬火后的稳定杆在300～400℃存在回火脆性。为保证材料具有足够强度的同时保持一定的韧性，回火温度控在260℃～300℃之间性能最佳，保温时间为50～80分钟。更优选地，回火温度为280℃，时间为1小时。上述的回火步骤与淬火步骤之间的时间间隔应小于4小时。经回火后，稳定杆半成品的抗拉强度应该在1500MPa～1700MPa之间。粗修冷校正步骤：使用压力设备（例如液压机）对稳定杆半成品在淬火时产生的变形进行粗修校正。内壁喷丸步骤：该步骤是提高高应力稳定杆使用寿命的关键步骤。空心稳定杆外壁的应力要高于内壁，但随着轻量化要求的提高，内外壁间的应力差别已经越来越小，内壁的应力越来越高，如果不进行内壁强化，杆子疲劳一般都起源于内壁的高应力部位。通过对稳定杆内壁高应力部位的喷丸，稳定杆的疲劳寿命可以成倍的提高。经过内壁喷丸处理，稳定杆的内表面粗糙度Rt≤72.57，表面残余压应力峰值大于300MPa。内壁喷丸的过程如图2所示，内壁喷丸设备包括喷头91和软管92，丸粒93被输送到软管92内，并通过喷头91上的多个喷孔911喷出到稳定杆8的内壁上。内壁喷油步骤：由于稳定杆内壁不能像外壁一样可以通过涂装方式进行表面保护，为提高内壁的抗腐蚀能力，针对高应力稳定杆，增加了内壁喷油保护。喷油后，内壁的油膜应达到0.2mL，且覆盖均匀。在喷油时，将喷油设备的喷油嘴对准汽车稳定杆的两个端头，以一定的压力及流量进行喷射，保证杆子内壁有均匀的油膜。端头成型步骤：通过感应加热的方式将端头部分加热到950℃±20℃，加热后使用模具对端头进行锻扁，锻扁后再液压设备进行冲孔。完成之后空冷至室温，最后对成型后的毛刺和压痕进行打磨。精修冷校正步骤：由于端头成型会产生变形，所以需要采用压力设备对稳定杆变形的部位进行修正，以保证杆子的形状完全符合量规。抛丸步骤：抛丸步骤也是提高高应力稳定杆疲劳寿命的关键步骤之一，为保证杆身表面有足够及均匀的残余应力，杆子需要经过正反两次抛丸，每次抛丸时间为2～4分钟，抛丸强度控制在A型阿尔曼试片弧高0.35～0.60内。抛丸后，表面残余应力最高应达到600MPa以上。涂装步骤：稳定杆的表面保护包括磷化前处理步骤、杆身喷粉固化步骤及端头喷粉固化步骤三个步骤。磷化前处理步骤用于对稳定杆表面进行表面磷化。在杆身喷粉固化步骤中，先用两个隔离罩分别将磷化后的稳定杆的两个端头罩住，对稳定杆杆身表面进行粉末喷涂，完成粉末喷涂后对稳定杆杆身进行表面热固化。在端头喷粉固化步骤中，先去掉上述两个隔离罩，对稳定杆端头表面进行粉末喷涂，完成粉末喷涂后对稳定杆端头进行表面热固化，具体是将完成杆身喷粉固化的稳定杆用机械手夹持住送入喷粉室，进行端头部分喷粉，完成喷粉后，机械手将其平稳地放在输送链上，送入固化室对端头部分进行固化，从而完成整个涂装过程。该涂装方式在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高应力空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：a、将合格的空心金属管原材料裁剪成设计的长度的落料步骤；b、通过弯管设备将材料冷弯成稳定杆杆身形成稳定杆半成品的冷弯成型步骤；c、对冷弯成型的稳定杆半成品进行淬火的淬火步骤；d、将淬火后的稳定杆半成品在回火炉中进行回火的回火步骤；e、对回火后的稳定杆半成品进行粗修校正的粗修冷校正步骤；f、对粗修冷校正后的稳定杆半成品进行内壁喷丸强化的内壁喷丸步骤；g、对内壁喷丸后的稳定杆半成品进行内壁喷油处理的内壁喷油步骤；h、将稳定杆半成品的两端进行端头成型的端头成型步骤；i、对端头成型后的稳定杆成品进行精确修正的精修冷校正步骤；j、对稳定杆成品外表面进行抛丸处理的抛丸步骤；k、对稳定杆表面进行表面保护的涂装步骤。

【技术特征摘要】
1.一种高应力空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：a、将合格的空心金属管原材料裁剪成设计的长度的落料步骤；b、通过弯管设备将材料冷弯成稳定杆杆身形成稳定杆半成品的冷弯成型步骤；c、对冷弯成型的稳定杆半成品进行淬火的淬火步骤；d、将淬火后的稳定杆半成品在回火炉中进行回火的回火步骤；e、对回火后的稳定杆半成品进行粗修校正的粗修冷校正步骤；f、对粗修冷校正后的稳定杆半成品进行内壁喷丸强化的内壁喷丸步骤；g、对内壁喷丸后的稳定杆半成品进行内壁喷油处理的内壁喷油步骤；h、将稳定杆半成品的两端进行端头成型的端头成型步骤；i、对端头成型后的稳定杆成品进行精确修正的精修冷校正步骤；j、对稳定杆成品外表面进行抛丸处理的抛丸步骤；k、对稳定杆表面进行表面保护的涂装步骤。2.根据权利要求1所述的一种高应力空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的淬火步骤是将稳定杆的杆身通电，加热至910±20℃后，采用水冷淬火。3.根据权利要求1所述的一种高应力空心稳定杆的制造工艺，其特征在于，所述的回火步骤的回火温度在260℃～300℃之间，保温时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚文，周刚，金方杰，
申请(专利权)人：上海中国弹簧制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31