[发明专利]一种钢板弹簧复合喷丸强化方法

说明书

本发明公开了一种钢板弹簧复合喷丸强化方法。它包括以下步骤：一次喷丸，喷丸工艺参数为：喷丸介质选用φ1.0mm～φ1.2mm合金钢弹丸，丸粒速度75m/s～85m/s，喷丸强度大于0.50mmA，覆盖率≥100％；二次微粒喷丸，喷丸工艺参数为：喷丸介质选用φ50μm～φ100μm超细合金钢弹丸，丸粒速度120m/s，喷丸强度0.15mmA，覆盖率≥100％。本发明既保留的大粒径丸粒喷丸强化带来的残余压应力沿钢板弹簧次表层的纵深分布好处，又提高了钢板弹簧表面残余压应力水平、降低了表面粗糙度，综合提高钢板弹簧疲劳性能。

技术领域

本发明属于钢板弹簧材料的表面处理技术领域，具体涉及一种钢板弹簧复合喷丸强化方法。

背景技术

汽车钢板弹簧在工作过程中承受非周期性变化的弯曲载荷，工业生产中普遍采用板面喷丸处理工艺提高钢板弹簧零件抗疲劳、抗应力腐蚀性能以延长其使用寿命。喷丸质量控制主要依靠喷丸强度、喷丸覆盖率参数，为达到喷丸强度而采用大粒径丸粒，造成钢板弹簧表面粗糙度增加的不利影响，钢板弹簧表面残余压应力也无法达到较高水平，钢板弹簧疲劳性能未能实现最大幅度的提高。

现有技术以高喷丸强度作为控制指标，常规强化喷丸或复合喷丸的第一次喷丸的喷丸介质多选用直径大于1.0mm的丸粒，其客观缺点主要表现为：

(1)、强化后的钢板弹簧表面残余压应力虽能够显著提高，但表面粗糙度较原始表面恶化，抵消了部分疲劳性能的提升空间。

(2)、大直径的丸粒可在钢板弹簧更深的次表层建立残余压应力分布，但钢板弹簧表面的残余压应力水平并不高，只有-300MPa～-600MPa，造成采用此类工艺的钢板弹簧疲劳失效表现集中为表面裂纹萌生，疲劳强度提升有限。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种钢板弹簧复合喷丸强化方法。在保证钢板弹簧次表层残余压应力大小和深度分布效应之外，还可以提高钢板弹簧表面的残余压应力、降低表面粗糙度，最大限度地提高其抗疲劳性能。

本发明采用的技术方案是：一种钢板弹簧复合喷丸强化方法，包括以下步骤：

(1)、一次喷丸，建立残余压应力在钢板弹簧次表层的纵深分布，喷丸工艺参数为：喷丸介质选用φ1.0mm～φ1.2mm合金钢弹丸，丸粒速度75m/s～85m/s，喷丸强度大于0.50mmA，覆盖率≥100％；

(2)、二次微粒喷丸，提高钢板弹簧表面的残余压应力、降低表面粗糙度，喷丸工艺参数为：喷丸介质选用φ50μm～φ100μm超细合金钢弹丸，丸粒速度120m/s，喷丸强度0.15mmA，覆盖率≥100％。

进一步地，上述步骤(1)中，所述φ1.0mm～φ1.2mm合金钢弹丸选用铸钢丸或外形等级G3的钢丝切丸。

进一步地，上述步骤(2)中，所述φ50μm～φ100μm超细合金钢弹丸选用铸钢丸、高速工具钢丸或选用外形等级G3的钢丝切丸。

通过本发明的方法进行钢板弹簧喷丸强化，其积极效果是：

既保留的大粒径丸粒喷丸强化带来的残余压应力沿钢板弹簧次表层的纵深分布好处，又提高了钢板弹簧表面残余压应力水平、降低了表面粗糙度，综合提高钢板弹簧疲劳性能。

附图说明

图1为未喷丸钢板弹簧原始表面粗糙度为Ra4.35μm示意图；

图2为常规喷丸强化后表面粗糙度为Ra4.44μm示意图；

图3为复合喷丸强化后表面粗糙度为Ra2.59μm示意图；

图4为使用iXRD型X射线应力测量仪采集常规一次喷丸强化处理和采用本发明处理的试样表面及不同层深次表层的残余压应力数据示意图；