[发明专利]扭杆弹簧的热处理方法

说明书

本发明涉及一种扭杆弹簧的热处理方法，通过在预调质后进行中频感应线圈淬火和回火使扭杆弹簧获得0.18R～0.6R的表面淬硬层，0.05R～0.09R的过渡层，0.31R～0.77R的心部；表面为回火马氏体组织，心部为回火索氏体组织，表面与心部的硬度差△HRC在9～18HRC之间，这样扭杆弹簧表面具有高硬度、强度和耐磨性，心部具有较高的塑韧性，扭杆其心部对表面淬硬层具有径向的拉应力，淬硬层周向存在残余压应力，残余压应力能够增加微裂纹闭合力，阻止裂纹扩展；能够抵抗服役状态下外载荷引起的部分拉应力，外硬内韧的配合使得扭杆弹簧具有更优异的综合力学性能，从而延长扭杆弹簧疲劳寿命，增强安全性与可靠性。

技术领域

本发明涉及汽车零部件热处理技术领域，具体的说，是涉及一种扭杆弹簧的热处理方法。

背景技术

扭杆弹簧(又称为扭杆、扭力轴)是汽车悬架系统中最为主要的一种弹性元件，其主要功能为当车轮上下跳动时，利用其扭转变形吸收冲击能，缓和汽车在不平路面行驶时产生的震动和倾斜。目前用于制造扭杆弹簧(扭杆、扭力轴)的材料主要有60Si2Mn、60Si2CrA、45CrNIMoVA、50CrVA、45SiMn2MoWVA、65Si2MnWA等中碳合金钢。其主要特点有：①单位储能量高，②占用空间小，③疲劳寿命高。传统生产扭杆弹簧的热处理工艺为整体处理，Ac3+(30～50)℃淬火，中温回火并保温2～3h，不能满足“外硬内韧”的性能要求，在实际工况下，扭转疲劳寿命无法达到汽车企业的要求2.5×105次；扭杆弹簧提前失效不仅降低了车辆行驶的安全性、可靠性，也在一定程度上增加了汽车用户的维修成本及汽车企业的售后成本。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种延长扭杆弹簧疲劳寿命，增强安全性与可靠性的扭杆弹簧的热处理方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种扭杆弹簧的热处理方法，包括如下步骤：

(1)首先进行预调质处理，在850～920℃感应淬火(加热方式为快速感应炉加热)，加热时间根据扭杆弹规格及设备参数设定，约为1min，加热到温后使用油基淬火液冷却至室温(此处室温为25℃)；

(2)590～660℃回火，保温60～120min，从回火炉中取出后在空气中冷却至室温(此处室温为25℃)；

(3)进行中频感应线圈850～920℃淬火，使用水基淬火液进行冷却；

(4)300～380℃回火并保温60～120min，从回火炉中取出后在空气中冷却至室温(此处室温为25℃)；

所述步骤(1)中淬火温度为870～900℃，加热时间为1min。

所述步骤(1)中扭杆弹簧在油基淬火液槽中冷却时间为40～60min。

所述步骤(2)中回火温度为620～640℃，保温时间为90min。

所述步骤(3)中淬火温度为870～900℃，同时使用水基淬火液3～7％PAG溶液冷却，其流量为15～19L/min。

所述步骤(3)中加热方式为中频感应线圈上下移动加热。

所述步骤(4)中回火温度为320～350℃，保温时间为90min。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明的扭杆弹簧的热处理方法，通过在预调质后进行中频感应线圈淬火和回火使扭杆弹簧获得0.18R～0.6R的表面淬硬层，0.05R～0.09R的过渡层，0.31R～0.77R的心部；表面为回火马氏体组织，心部为回火索氏体组织，表面与心部的硬度差△HRC在9～18HRC之间，这样扭杆弹簧表面具有高硬度、强度(抗拉强度≥1650MPa)和耐磨性，心部具有较高的塑韧性，“外硬内韧”的配合使得扭杆弹簧具有更优异的综合力学性能，从而延长扭杆弹簧疲劳寿命。