[发明专利]承受高应力的高强度变截面簧片及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及承受高应力的高强度变截面簧片及其制造方法，特别涉及抗拉强度在1800MPa以上并在高应力状态下具有良好疲劳性能的承受高应力的高强度变截面簧片及其制造方法。

背景技术：

轻型客车、大中型卡车所采用的钢板弹簧悬挂系统的重量占汽车自重的8～9％，因而实现钢板弹簧悬挂系统的轻量化对减轻整车重量具有重要的作用。变截面少片簧在设计上由于具有簧片的片数少、重量轻、平顺性好等优点，对实现整车轻量化和提高整车平顺性及乘座舒适性具有十分重要的意义。目前，在国外工业化国家已经比较普遍地采用了由一片或两三片纵向变截面弹簧组成的少片板簧来代替传统的纵向等截面多片板簧，国内越来越多的车型也开始采用少片板簧来代替多片板簧，但由于强度提高后在高应力状态下存在疲劳性能对表面和内部缺陷敏感性显著增加的问题，国内少片簧仅局限于800MPa以下的应力水平上，强度水平几乎都难以达到1800MPa以上；某些生产厂家为了降低簧片应力，保证其可靠性，生产时不得不增加簧片的总厚度和重量，其总厚度和重量甚至比传统的多片板簧还要大，完全失去了少片簧重量轻、平顺性好等优点。因此目前在国内，承受高应力的高强度簧片的开发应用基本上是一片空白，并没有开发出真正意义上的可承受高应力的簧片。

发明内容：

本发明的目的，就是为了解决现有簧片应力水平、强度水平低的缺陷，而提供的一种承受高应力的高强度变截面簧片，该簧片的抗拉强度在1800MPa以上并在高应力状态下具有良好疲劳性能。

本发明的另一个目的，就是提供一种承受高应力的高强度变截面簧片的制造方法。

本发明的目的通过以下技术解决方案来实现：

一种承受高应力的高强度变截面簧片，其特征在于：包含的组分及其质量配比为：

C：     0.46～0.62％

Si：    0.20～2.00％

Mn：    0.30～0.90％

Cr：    0.80～1.20％

V：     0.10～0.20％

Al：    0.005～0.1％

余量为Fe及杂质。

发明的目的还可通过以下技术措施来进一步实现：

前述的承受高应力的高强度变截面簧片，以簧片的质量配比计，所述的杂质中包括有S：0～0.02％、P：0～0.02％、0：0～0.0015％、N：0～0.009％、Cu：0～0.25％中的一种或多种；

前述的承受高应力的高强度变截面簧片，以质量配比计，还含有Ti：0.005～0.5％、Nb：0.05～1.0％中的一种或两种。

本发明另一个的目的通过以下技术解决方案来实现：

前述承受高应力的高强度变截面簧片的制造方法，其特征在于：将含有前述组分配比的弹簧扁钢经过700℃～950℃控温变截面轧制后形成变截面簧片，然后加热到860℃～950℃进行淬火，再经380℃～480℃进行回火，然后在800MPa～1600MPa的弯曲应力下，采用直径为0.8mm～1.0mm的钢丸以50～90mm/s的速度对受拉应力面进行应力喷丸。

发明的目的还可通过以下技术措施来进一步实现：

前述承受高应力的高强度变截面簧片的制造方法，其特征在于：进行前述应力喷丸后，再进行150℃～300℃的加热处理，加热时间为20～60分钟。

本发明的有益效果如下：本发明承受高应力的高强度变截面簧片，有效的解决了强度提高后在高应力状态下疲劳性能对表面和内部缺陷敏感性显著增加的问题，其抗拉强度在1800MPa以上，簧片由表面到至少0.5mm深度处沿簧片纵向和横向的表层残余压应力为抗拉强度的10～90％，簧片表面没有任何全脱碳，且距表面0.2mm深度处的硬度值与距表面2～5mm深度处的硬度值之比≥0.8，其性能远远超过国内的少片簧的性能水平，达到国际领先水平。

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

具体实施方式：

例1：

本发明承受高应力的高强度变截面簧片，其包含的组分及其质量配比为：

C：     0.46％

Si：    0.20％

Mn：    0.30％

Cr：    0.80％

V：     0.10％

Al：    0.005％

余量为Fe及杂质。