稳定器制造技术

本发明专利技术的稳定器(1)，使用实心结构的金属棒形成，用于控制左右车轮的位移，其中，在车宽方向上延伸设置并扭转变形的扭转部(1a)的直径是10～32mm，具有至少含有C：0.15质量％以上且0.39质量％以下、以及Mn、B和Fe的化学成分，并且其金属组织的90％以上具有马氏体组织。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稳定器
本专利技术涉及一种实心结构的稳定器。
技术介绍
汽车等车辆具备用于抑制车轮的上下偏移导致的车身侧倾的车辆稳定器(稳定杆或防倾杆)。通常，车辆稳定器由具备在车宽方向上延伸的扭转部和朝着车辆的前后方向弯曲成形的左右一对臂部并大致呈U字形的棒体构成。在车辆中，通过将各臂部的前端分别连接到车轮的悬架装置上、并将扭转部插入到固定在车身侧的衬套中，而在悬架在左右悬架装置之间的状态下支撑车辆稳定器。在行驶过程中，当车辆转弯或通过起伏不平的路面时，由于左右车轮的上下移动，会在左右悬架装置之间产生行程差。此时，向车辆稳定器的各臂部分别输入各悬架装置间的行程差导致的负载(位移)，通过来自各臂部的负载(位移差)而将扭转部扭转，并产生试图恢复扭转变形的弹力。车辆稳定器通过试图恢复该扭转变形的弹力，来控制左右车轮的上下位移差，提高车身的侧倾刚度，抑制车身的侧倾。作为车辆稳定器的形式，有具有中空结构的中空稳定器和具有实心结构的实心稳定器。中空稳定器适于车辆的轻量化，但是因为使用电焊钢管、拉制钢管等作为原料，因此具有生产成本比较高的特性。相对于此，实心稳定器具有机械强度优异、能够将制造成本也抑制得较低的优点。以往，作为车辆稳定器的材料，一般采用S48C(JIS标准)等碳钢、抗拉强度等机械强度、耐疲劳性良好的SUP9(JIS标准)、SUP9A(JIS标准)等弹簧钢。实心稳定器多数通过如下方式制造：对这种材料的热轧棒钢或冷拉棒钢实施热压弯曲加工或冷压弯曲加工来赋形为产品形状，并对实施了弯曲加工的被加工件实施热处理。作为热处理，是进行淬火处理和回火处理，淬火的方法以油淬为主流。然后，热处理过的车辆稳定器的半成品通常通过由喷丸硬化进行的表面加工处理、涂层处理等精加工处理来产品化。喷丸硬化是塑性变形加工的一种，主要是为了在车辆稳定器的表层给予压缩残余应力而进行的。通过在车辆稳定器的表层给予压缩残余应力，能提高疲劳强度，改善抗裂性和裂纹传播性等，因此能够获得具有良好的耐疲劳性的车辆稳定器。此外，通过实施喷丸硬化处理，能够使车辆稳定器的半成品的表面平滑化，因此可以减少裂纹的起点，也可以使其处于适于涂料粘接的状态。作为这样对车辆稳定器的表层实施喷丸硬化处理的技术，例如，在专利文献1中公开了在下述高强度稳定器的制造方法中，在回火后进行1个阶段或2个阶段以上的喷丸硬化处理的技术，该高强度稳定器的制造方法为：以按重量计含有C：0.45～0.70％、Si：1.20～2.50％、Mn：0.10～0.80％、Cr：0.10～0.80％、并进一步含有V：0.05～0.25％、Ni：0.10～0.80％、B：0.001～0.003％和Ti：0.01～0.05％中的任意一种以上的钢为材料，在成形为预定的形状后，在通过通电加热而以25℃/秒以上的速度在900℃～1000℃的范围内加热后快速冷却来进行淬火，并进行回火以使硬度HRC达到45以上(参照权利要求3等)。例如，在第一阶段的喷丸硬化处理过程中，使用直径0.8mm以上的喷射粒子，在第二阶段以后的喷丸硬化处理过程中，使用在第一阶段的喷丸硬化处理过程中使用的喷射粒子的直径以下的直径的喷射粒子(参照第0011段等)。近年来，在战略性新建、搬迁生产基地的车辆制造厂附近制造稳定器的需求很大。因此，最近，强烈需求紧凑型稳定器的生产线。[专利文献1]日本特开2005-002365号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题从提高车辆稳定器的耐裂纹扩展特性的观点出发，期望给予具有更深分布的压缩残余应力。然而，在为了给予较深的压缩残余应力而进行使用了大直径的投射材料的喷丸硬化的情况下，需要如专利文献1所记载的那样同时采用了小直径投射材料的2个阶段以上的喷丸硬化，使车辆稳定器的表面平滑化。因此，从喷丸硬化处理相关的工时、处理时间的制约来看，目前难以给予足够深的分布的压缩残余应力。另外，期望将较深分布的压缩残余应力尽可能均匀地给予车辆稳定器的表面。这是因为，如果给予的压缩残余应力有偏差，则不能完全排除产生以这个区域为起点的裂纹的可能性。然而，近年来，车辆的悬架装置周围的结构变得复杂，随之，车辆稳定器的弯曲部附近的形状越来越多样化。此外，还会有对扭转部的衬套安装部位进行凹面加工、产生了投射材料很难到达的狭窄区域的问题。因此，在车辆稳定器表层的较宽区域中，通过喷丸硬化均匀地给予较深分布的压缩残余应力变得越来越困难。除此之外，必须安装现有的高大回火炉，这在制作新的生产线时，不论在成本方面还是场所方面都成为了重大负担。并且，油淬后的废弃油的环境负荷也不小，因此需要较高的废弃经费，也成为了损害稳定器的生产效率的一个原因。因此，本专利技术的目的是提供一种能对表层给予较深分布的压缩残余应力从而提高耐疲劳性且成本较低的稳定器。用于解决课题的方法为了解决上述问题，本专利技术的第一专利技术的稳定器采用实心结构的金属棒形成，用于控制左右车轮的位移，其特征在于：在车宽方向上延伸设置并扭转变形的扭转部的直径是10～32mm，具有至少含有C：0.15质量％以上且0.39％以下、以及Mn、B和Fe的化学成分，并且在其金属组织的90％以上中具有马氏体组织。本专利技术的第二专利技术的稳定器采用实心结构的金属棒形成，用于控制左右车轮的位移，其特征在于：在车宽方向上延伸设置并扭转变形的扭转部的直径是10～32mm，具有至少含有C：0.15质量％以上且0.39质量％以下、以及Mn、B和Fe的化学成分，并且具有主相为马氏体组织的金属组织，淬火后不进行回火或者喷丸硬化中的任意一种。本专利技术的第三专利技术的稳定器采用实心结构的金属棒形成，用于控制左右车轮的位移，其特征在于：在车宽方向上延伸设置并扭转变形的扭转部的直径是10～32mm，具有至少含有C：0.15质量％以上且0.39质量％以下、以及Mn、B和Fe的化学成分，并且具有主相为马氏体组织的金属组织，对所述稳定器的表面附近给予压缩残余应力，所述压缩残余应力变为拉伸残余应力的交叉点处于所述表面之下深于0.8mm的位置。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种对表层给予较深分布的压缩残余应力从而提高耐疲劳性且成本较低的稳定器。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式涉及的车辆稳定器的一个例子的立体图。图2A是表示热应力导致的残余应力的产生机理的概念图，是表示伴随冷却的变形过程的图。图2B是表示热应力导致的残余应力的产生机理的概念图，是表示塑性变形后的残余应力的图。图3A是表示相变应力导致的残余应力的产生机理的概念图，是表示伴随马氏体相变的变形过程的图。图3B是表示相变应力导致的残余应力的产生机理的概念图，是表示塑性变形后的残余应力的图。图4A是本专利技术的实施方式涉及的车辆稳定器的截面图，是车辆稳定器的扭转部或臂部的横截面图。图4B是本专利技术的实施方式涉及的车辆稳定器的截面图，是车辆稳定器的弯曲部附近的纵截面图。图4C是表示本专利技术的实施方式涉及的车辆稳定器的残余应力的交叉点的图。图5是表示锰硼钢钢材的洛氏硬度与冲击值之间的相关性的图。图6是表示本专利技术的实施方式涉及的车辆稳定器的制造方法的流程图。图7是表示锰硼钢钢材的碳含量与冲击值之间的相关性的图。图8是实施例涉及的车辆稳定器的S-N线图。图9A是表示不进行喷丸硬化而制造的实施例涉及的车辆稳定器中的表面残余应力的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定器，采用实心结构的金属棒形成，用于控制左右车轮的位移，其特征在于：在车宽方向上延伸设置并扭转变形的扭转部的直径是10～32mm；具有至少含有C：0.15质量％以上且0.39质量％以下、以及Mn、B和Fe的化学成分，并且其金属组织的90％以上具有马氏体组织。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.08 JP 2014-2483281.一种稳定器，采用实心结构的金属棒形成，用于控制左右车轮的位移，其特征在于：在车宽方向上延伸设置并扭转变形的扭转部的直径是10～32mm；具有至少含有C：0.15质量％以上且0.39质量％以下、以及Mn、B和Fe的化学成分，并且其金属组织的90％以上具有马氏体组织。2.一种稳定器，采用实心结构的金属棒形成，用于控制左右车轮的位移，其特征在于：在车宽方向上延伸设置并扭转变形的扭转部的直径是10～32mm；具有至少含有C：0.15质量％以上且0.39质量％以下、以及Mn、B和Fe的化学成分，并且具有主相为马氏体组织的金属组织；淬火后，至少不进行回火或者喷丸硬化中的任意一种。3.如权利要求1或2所述的稳定器，其特征在于：压缩残余应力存在于表面之下至少0.8mm的深度中。4.一种稳定器，采用实心结构的金属棒形成，用于控制左右车轮的位移，其特征在于：在车宽方向上延伸设置并扭转变形的扭转部的直径是10～32mm；具有至少含有C：0.15质量％以上且0.39质量％以下、以及Mn、B和Fe的化学成分，并且具有主相为马氏体组织的金属组织；对所述稳定器的表面附近给予压缩残余应力；所述压缩残余应力变为拉伸残余应力的交叉点处于所述表面之下深于0.8mm的位置。5.如权利要求4所述的稳定器，其特征在于：无负载时，所述表面之下0.8mm深度为止的位置上的压缩残余应力为150MPa以上。6.如权利要求1、2、4和5中任意一项所述的稳定器，其特征在于：洛氏硬度(HRC)为44.5以上，并且室温下的夏比冲击值为30J/cm2以上。7.如权利要求2、4和5中任意一项所述的稳定器，其特征在于：所述稳定器的金属组织的90％以上具...

【专利技术属性】
技术研发人员：锹塚真一郎，奥平由利香，丹下彰，冈田秀树，高桥研，
申请(专利权)人：日本发条株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP