一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，对高强度变截面板簧，在钢厂生产的扁钢探伤合格后、进行变截面轧制之前，进行受力面打磨和冷辊压，具体步骤为：S1：将扁钢截成需要的长度，挑选扁钢表面质量较好的面作为受力面，清除受力面杂物；S2：打磨受力面暴露内部金属，打磨深度1

【技术实现步骤摘要】
一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法


[0001]本专利技术属于钢铁材料
，涉及一种变截面横置板簧的制作方法，尤其涉及一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法。

技术介绍

[0002]横置板簧是商用车等车辆悬架系统的重要构件。随着汽车轻量化要求的提高，横置板簧向着高应力、变截面的少片簧方向发展。随着少片簧服役时负载应力的提高，其疲劳寿命低、寿命波动大的问题逐渐暴露出来。材料强度越高，疲劳寿命对缺陷的敏感性越大，板簧质量的轻微波动即会导致板簧疲劳寿命显著降低。60Si2CrVAT是目前高强度变截面少片簧的一个典型牌号，热处理后抗拉强度可达1800MPa，服役时承受的交变载荷可达900MPa以上。
[0003]表面质量是影响板簧疲劳寿命的重要因素。板簧受力面的脱碳、微裂纹等缺陷往往成为疲劳源，使疲劳寿命下降。喷丸处理是常用的提高表面质量的方法，通过细小的钢丸高速喷打板簧表面，可以改善板簧表面质量，提高表面强度，使表面处于压应力状态，从而提高板簧的疲劳寿命。但是，当板簧表面凹凸不平时，钢丸冲击板簧表面后留下的凹坑侧壁在后续钢丸的冲击下有可能形成细小的折叠。低抗拉强度板簧对这种微米级的折叠不敏感，但高应力板簧一旦出现这种折叠，疲劳寿命就可能显著降低。
[0004]变截面横置板簧是由钢厂生产的扁钢经变截面轧制、热处理、应力喷丸、电泳等工序制成。受形状限制，扁钢出厂前无法进行扒皮处理，表面高低起伏较大。如果铸坯或轧辊质量不佳，扁钢表面缺陷会更多。变截面轧制时钢坯每部分的变形量都不同，不协调的变形进一步加大了板簧表面的起伏程度。这成为影响高应力变截面板簧疲劳寿命稳定性的重要因素。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对高应力变截面横置板簧疲劳寿命波动性大这一问题，提供一种通过降低扁钢表面起伏程度进而提高板簧疲劳寿命和疲劳寿命稳定性的方法。利用扁钢变截面轧制前对受力面进行打磨并冷辊压的方法提高应力喷丸前板簧受力面的表面质量，避免出现喷丸折叠，进而提高板簧疲劳寿命和疲劳寿命稳定性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，其中，板簧是由钢厂生产的扁钢经变截面轧制、热处理、应力喷丸、电泳工序制成，本专利技术方法具有这样的特征：针对高强度变截面板簧，在钢厂生产的扁钢探伤合格后、进行变截面轧制之前，进行受力面打磨和冷辊压，具体步骤为：
[0007]S1：将扁钢截成需要的长度，挑选扁钢表面质量较好的面作为受力面，清除受力面杂物；
[0008]S2：打磨受力面暴露内部金属，打磨深度1
‑
3mm，打磨后表面无明显起伏与台阶；
[0009]S3：打磨后扁钢使用轧机进行冷辊压，压下高度0.5
‑
1mm；
[0010]其中，受力面作为在变截面轧制后、服役时承受拉应力的凹面。
[0011]进一步，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述高强度变截面板簧为淬火回火热处理后，抗拉强度大于1800MPa，服役时最大交变应力大于900MPa的板簧。
[0012]进一步，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述扁钢探伤合格的标准为：表面不存在深度超过2mm的裂纹或折叠。
[0013]进一步，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述热处理为淬火回火热处理。
[0014]进一步，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，还可以具有这样的特征：其中，打磨、冷辊压后的扁钢进行加热和变截面轧制，使打磨面(即受力面)轧制后成为板簧凹面，变截面板簧经850℃
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950℃加热后油淬、450℃
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550℃回火后空冷后，进行应力喷丸。
[0015]进一步，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，还可以具有这样的特征：其中，喷丸预加应力大于800MPa，喷丸强度大于0.2；喷丸清洗后电泳烘干。
[0016]进一步，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，还可以具有这样的特征：其中，S2中，打磨的具体方法为：将扁钢受力面朝上固定，使用砂轮机将受力面氧化皮及少量金属打掉，暴露内部金属。
[0017]进一步，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，还可以具有这样的特征：其中，S1中，所述扁钢截成长度的方式为冷打断。
[0018]进一步，本专利技术提供一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述高强度变截面板簧的化学成分质量百分比范围为：C：0.56～0.64％、Si：1.40～1.70％、Mn：0.40～0.70％、S：<0.03％、P：<0.03％，Cr：0.90～1.20％，V：0.20～0.25％，Ni：<0.30％，Cu：<0.20％，余量为Fe及不可避免杂质。
[0019]本专利技术采用上述的加工方法，是针对高强度变截面板簧设计的。普通板簧在喷丸或应力喷丸后受力面强度提高，呈现压应力状态，对喷丸造成的微小折叠不敏感，板簧疲劳寿命稳定且较高。而高应力板簧由于本身强度高、裂纹敏感性强，服役时交变应力大，对喷丸折叠非常敏感。但是在喷丸前保证受力面平整无缺陷十分困难。首先，钢厂生产的扁钢不能扒皮，扁钢变截面轧制后板簧各位置厚度不一且整体呈弓形，因此只能在变截面轧制前对受力面进行处理，但是由于扁钢的形状限制，传统的表面处理方式也十分受限。而本专利技术特定的打磨和冷辊压既可以去除扁钢受力面厚度不一的氧化皮，使金属表面平整，又可以去除扁钢受力面可能存在的微裂纹和微折叠等缺陷，显著降低喷丸折叠和其他表面缺陷产生的概率，提高板簧疲劳寿命。
[0020]需要说明的是，本专利技术所述方法对打磨位置和打磨方法提出了明确要求。变截面板簧在服役时只有一面会承受大的交变拉应力。因此选择扁钢表面质量较好的一面进行打磨减少了工作量，同时对后续变截面轧制时扁钢的放置提出了要求。使用砂轮机将受力面打磨1
‑
3mm以去除氧化皮和可能存在的缺陷，同时保证打磨面平整是保证喷丸时不产生微折叠的重要技术保证。打磨后冷辊压可以进一步提高受力面平整度和去除打磨毛刺，使少量未剥落毛刺在变截面轧制加热时氧化剥落，不被轧制入板簧，形成折叠。
[0021]具体的，首先，通过砂轮机打磨后，提高了扁钢表面平整度，去除了扁钢表面不均
匀的氧化皮和表面潜在的微裂纹、折叠等缺陷。但是砂轮机打磨接缝处仍会出现轻微的台阶，在后续变截面轧制中存在形成微小折叠的风险。本专利技术通过进行冷辊压工序，一方面可以将台阶压平，另一方面可以使台阶边缘可能出现的微小折叠产生显著的加工硬化，甚至与基体发生断裂，进而在辊压后剥落或者在变截面轧制加热时氧化剥落。其次，扁钢侧面呈圆弧形，不能被打磨。但扁钢侧面表面凹凸明显，且越接近平面处凹凸越明显，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，板簧是由扁钢经变截面轧制、热处理、应力喷丸、电泳工序制成，其特征在于：针对高强度变截面板簧，在扁钢探伤合格后、进行变截面轧制之前，进行受力面打磨和冷辊压，具体步骤为：S1：将扁钢截成需要的长度，挑选扁钢表面质量较好的面作为受力面，清除受力面杂物；S2：打磨受力面暴露内部金属，打磨深度1
‑
3mm，打磨后表面无明显起伏与台阶；S3：打磨后扁钢进行冷辊压，压下高度0.5
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1mm；其中，受力面作为在变截面轧制后、服役时承受拉应力的凹面。2.根据权利要求1所述的提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，其特征在于：其中，所述高强度变截面板簧为淬火回火热处理后，抗拉强度大于1800MPa，服役时最大交变应力大于900MPa的板簧。3.根据权利要求1所述的提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，其特征在于：其中，所述扁钢探伤合格的标准为：表面不存在深度超过2mm的裂纹或折叠。4.根据权利要求1所述的提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，其特征在于：其中，所述热处理为淬火回火热处理。5.根据权利要求4所述的提高高强度变截面横置板簧疲劳寿命的方法，其特征在于：其中，打磨、冷辊压后的扁钢进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴萌，贾佳龙，何嘉琪，黄昌文，赵秀明，毛向阳，王章忠，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：