极低温强韧性安全气囊管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种极低温强韧性安全气囊管的制备方法，方法的步骤中包括：S1：将不同粒径的Co粉、Cr粉和Ni粉分级按非等原子比均匀混合，并将混合后得到的混合粉在高能球磨机中高能球磨得到CoCrNi合金粉，然后将CoCrNi合金粉与石蜡混合后干燥并进行造粒；S2：将步骤S1中造粒得到的粒子加入注塑机中并通过注塑机注射到模具中，待冷却凝固后成型得到管坯；S3：将得到的管坯在热等静压炉中进行热压成型获得安全气囊管，然后将所述安全气囊管置于真空加热炉中均质化处理，然后进行淬火处理。本发明专利技术能够使制备得到的安全气囊管在极低温条件下具备较高的抗拉强度和良好的低温韧性，使安全气囊管能够承受充气瞬间产生的高压力进而避免对人体造成二次伤害。免对人体造成二次伤害。免对人体造成二次伤害。

【技术实现步骤摘要】
极低温强韧性安全气囊管的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种安全气囊管
，尤其涉及一种极低温强韧性安全气囊管的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，安全气囊系统用于在汽车发生碰撞时，利用气体使安全气囊展开并在乘客与汽车之间起缓冲保护作用，从而降低乘客受到的伤害。其中，安全气囊用钢管需要在充气瞬间承受较大的压力，但是现有的安全气囊用钢管大多有明显的韧脆转变现象，在极端低温(
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196℃～
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80℃)环境下现有的安全气囊用钢管的韧性较差，难以承受充气瞬间产生的高压力，进而会产生二次灾害，危及乘客安全。
[0003]譬如，申请号为CN200480013485.2的中国专利中披露了一种安全气囊系统用钢管及其制造方法，其中通过特定成分的钢通过制管和冷加工得到钢管，然后对钢管进行加热、骤冷和回火等工序，使钢管获得1000MPa的抗拉强度以及
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40℃条件下为延展性断裂面的高韧性，但是仍无法满足极低温(
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196℃～
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80℃)环境下安全气囊管对韧性的要求。
[0004]再譬如，申请号为CN201180037798.1的中国专利中公开了一种安全气囊用钢管的制造方法，方法中通过对无缝钢管进行冷拔加工和热处理等工序使钢管具有900MPa以上的高抗拉强度和
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60℃以下的优异的低温韧性。但是，该钢管仍无法满足极低温(
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196℃～
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80℃)环境下安全气囊管对韧性的要求，并且抗拉强度还不够高。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种极低温强韧性安全气囊管的制备方法，它能够使制备得到的安全气囊管在极低温(
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196℃～
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80℃)条件下具备较高的抗拉强度和良好的低温韧性，使安全气囊管能够承受充气瞬间产生的高压力进而避免对人体造成二次伤害。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种极低温强韧性安全气囊管的制备方法，方法的步骤中包括：
[0007]S1：CoCrNi合金粉准备，将不同粒径的Co粉、Cr粉和Ni粉分级按非等原子比均匀混合，并将混合后得到的混合粉在高能球磨机中高能球磨得到CoCrNi合金粉，然后将CoCrNi合金粉与石蜡混合后干燥并进行造粒；
[0008]S2：管坯注射成型，将步骤S1中造粒得到的粒子加入注塑机中并通过注塑机注射到模具中，待冷却凝固后成型得到管坯；
[0009]S3：安全气囊管热成型，将得到的管坯在热等静压炉中进行热压成型获得安全气囊管，然后将所述安全气囊管置于真空加热炉中均质化处理，然后进行淬火处理；
[0010]S4：去应力处理，将淬火处理后的安全气囊管在真空加热炉中去应力退火处理；
[0011]S5：表面处理，对去应力后的安全气囊管的内、外表面喷砂处理。
[0012]进一步，在步骤S1中，Co粉粒径为100～160μm，Cr粉粒径为50～80μm，Ni粉粒径为
25～40μm，Co粉、Cr粉和Ni粉的纯度均达到99.99％。
[0013]进一步，在步骤S1中，Co粉、Cr粉和Ni粉的原子百分比为30：70
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x：x；其中，x的范围为5～20。
[0014]进一步，在步骤S1中，混合粉在高能球磨机中高能球磨时，高能球磨介质为玛瑙磨球，球料比为10：1，球磨时长为24h，球磨添加剂为酒精，球磨速度为300r/min，球磨后得到的CoCrNi合金粉的粒径为15～45μm。
[0015]进一步，在步骤S1中，CoCrNi合金粉与石蜡按质量比5：1配制混合，并在烘箱中50℃环境下烘干，造粒得到的粒子的粒径为25～55μm。
[0016]进一步提供一种步骤S2的具体步骤，步骤S2的具体步骤为：
[0017]将步骤S1中造粒得到的粒子加入注塑机的料斗中，通过注塑机中的注射筒加热器加热后将粒子塑化，然后通过螺杆将塑化成半固态的膏料注射到模具中，待冷却凝固后成型得到管坯。
[0018]进一步，所述注射筒加热器的加热温度为100～120℃；
[0019]螺杆将半固态的膏料注射到模具中的注射速度为3～4m/s，注射压力为10～20MPa；
[0020]冷却凝固后成型得到管坯的冷却温度为30～60℃。
[0021]进一步提供步骤S3中的具体参数，在步骤S3中，所述热等静压炉中的加热温度为1200～1400℃，压力为200MPa；
[0022]所述真空加热炉中均质化处理的温度为1000℃，均质化处理的时长为2h；
[0023]淬火处理的淬火介质为氯化钠水溶液。
[0024]进一步提供步骤S4中的具体参数，在步骤S4中，去应力退火处理的温度为500℃，去应力退火处理的时长为2h。
[0025]进一步提供步骤S5中的具体参数，在步骤S5中，喷砂处理采用金刚砂，喷砂距离为30mm。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的方法制备的安全气囊管为非等原子比CoCrNi安全气囊管，采用非等原子比的三元中熵合金，通过调节元素原子百分比调控合金层错能，低层错能有利于激活多种塑性变形机制，提高材料低温韧性，解决了现有技术中安全气囊管低温脆断的问题。具体来说，本方法制备的安全气囊管的物相为单相FCC结构，晶粒为等轴晶，在极低温度(
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196℃～
‑
80℃)条件下，层错能在
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3～5J/m2之间，晶粒内部会同时激活位错、孪晶和马氏体相变变形机制，合金断裂主要是微孔聚集型的韧性断裂机制，进而能够使安全气囊管在极低温(
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196℃～
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80℃)条件下具备较高的抗拉强度、良好的低温韧性和低温爆破性能、较大的延伸率和低温冲击吸收功，使安全气囊管的力学性能更稳定，进而使安全气囊管能够承受充气瞬间产生的高压力，进而避免了安全气囊管因低温脆性而对人体造成二次伤害。经测算在
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196℃温度条件下，本专利技术的方法制备得到的安全气囊管的抗拉强度≥1005Mpa，延伸率≥25％，冲击功≥28J，冲击韧性值≥7J/cm2。
[0027]此外，在步骤S2中通过注塑机实现金属注射成型来制备所述管坯，不仅提高了生产效率，节约了材料，还解决了现有技术中安全气囊管的塑性成形工艺复杂的问题。在步骤S3中采用热等静压技术热压成型获得安全气囊管，能够获得晶粒细小的组织结构，提高了所述安全气囊管的强度，解决了当前铸造态安全气囊管晶粒粗大以及综合力学性能低的问
题。在步骤S4中的去应力退火处理能够消除内部缺陷和残余内应力，而步骤S5中的喷砂处理能够清除所述安全气囊管内、外表面的氧化皮并使内、外表面获得残余压应力，进而能够降低因表面缺陷产生的裂纹扩展，解决了现有技术中安全气囊管在冷成型过程中产生的表面缺陷导致的表面开裂问题。
附图说明
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极低温强韧性安全气囊管的制备方法，其特征在于，方法的步骤中包括：S1：CoCrNi合金粉准备，将不同粒径的Co粉、Cr粉和Ni粉分级按非等原子比均匀混合，并将混合后得到的混合粉在高能球磨机中高能球磨得到CoCrNi合金粉，然后将CoCrNi合金粉与石蜡混合后干燥并进行造粒；S2：管坯注射成型，将步骤S1中造粒得到的粒子加入注塑机中并通过注塑机注射到模具中，待冷却凝固后成型得到管坯；S3：安全气囊管热成型，将得到的管坯在热等静压炉中进行热压成型获得安全气囊管，然后将所述安全气囊管置于真空加热炉中均质化处理，然后进行淬火处理；S4：去应力处理，将淬火处理后的安全气囊管在真空加热炉中去应力退火处理；S5：表面处理，对去应力后的安全气囊管的内、外表面喷砂处理。2.根据权利要求1所述的极低温强韧性安全气囊管的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，Co粉粒径为100~160
µ
m，Cr粉粒径为50~80
µ
m，Ni粉粒径为25~40
µ
m，Co粉、Cr粉和Ni粉的纯度均达到99.99%。3.根据权利要求1所述的极低温强韧性安全气囊管的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，Co粉、Cr粉和Ni粉的原子百分比为30：70
‑
x：x；其中，x的范围为5~20。4.根据权利要求1所述的极低温强韧性安全气囊管的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，混合粉在高能球磨机中高能球磨时，高能球磨介质为玛瑙磨球，球料比为10：1，球磨时长为24h，球磨添加剂为酒精，球磨速度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪宋，陈奇，吴铭，
申请(专利权)人：江苏宏亿精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：