CN114072296A - 稳定器及稳定器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种稳定器(1)，其具备能够弹性变形的主体筒部(11)、以及分别与左右一对悬架装置(50)连接的一对连接板部(12)，连接板部(12)具备位于板厚方向T的两侧的一对母材部(16)、以及配置在一对母材部(16)之间且散布有合金氧化物的合金氧化物区域(17)，构成一对母材部(16)的各结晶粒在板厚方向上跨越合金氧化物区域(17)，一对母材部(16)被接合为一体。

Description

稳定器及稳定器的制造方法
技术领域
本发明涉及稳定器以及稳定器的制造方法。
本申请基于2019年7月8日在日本申请的特愿2019-127148号要求优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
以往，作为具备能够弹性变形的主体筒部、以及分别与左右一对悬架装置连接的一对连接板部的稳定器的制造方法，已知如下述专利文献1所示的如下方法：具有对钢管的两端部进行加热的加热工序、以及将加热后的钢管的两端部沿径向压扁而成型为连接板部的锻造工序。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-320344号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述现有的稳定器的制造方法中，在加热工序中，在钢管的两端部的内周面形成Fe氧化物，在锻造工序中，如图5所示，成型了如下的连接板部：Fe氧化物101形成在与板厚方向T正交的方向上延伸的层，且从板厚方向T的两侧被一对母材部102夹持而成的连接板部。在该连接板部中，一对母材部102被层状的Fe氧化物101在板厚方向T上分断开，难以保证在一对母材部102彼此之间不产生间隙。
本发明是考虑了上述情况而做出的，其目的在于，提供一种能够抑制在一对母材部彼此之间产生间隙的稳定器以及稳定器的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的稳定器具备：能够弹性变形的主体筒部；以及分别与左右一对悬架装置连接的一对连接板部，所述一对连接板部中的每一个连接板部均具备：一对母材部，其位于板厚方向的两侧；以及合金氧化物区域，其配置在所述一对母材部之间，并且散布有合金氧化物，构成所述一对母材部的各结晶粒在板厚方向上跨越所述合金氧化物区域，所述一对母材部被接合为一体。
根据本发明，由于构成一对母材部的各结晶粒在板厚方向上跨越合金氧化物区域，因此能够将一对母材部彼此牢固地接合，能够防止在一对母材部彼此之间产生间隙。由此，例如，即使在锻造工序后对连接板部实施淬火处理，也能够防止在一对母材部彼此之间产生间隙，因此即使使稳定器变薄以实现轻量化，也能够确保连接板部的强度。
在此，所述连接板部可以由含有比Fe容易氧化的易氧化元素的Fe合金形成。
在这种情况下，构成一对母材部的各结晶粒在板厚方向上跨越合金氧化物区域，能够可靠地得到一对母材部被接合为一体的连接板部。
另外，所述Fe合金可以含有Si、Mn以及Cr中的至少一种。
在这种情况下，由于Si、Mn以及Cr是弹簧钢中通常含有的元素，无需大幅度变更现有的制造方法，因此能够抑制成本的增大，并且能够可靠地得到一对母材部被接合为一体的连接板部。
本发明的稳定器的制造方法是具备能够弹性变形的主体筒部、以及分别与左右一对悬架装置连接的一对连接板部的稳定器的制造方法，所述稳定器的制造方法具有：加热工序，对钢管的两端部进行加热；以及锻造工序，将加热后的所述钢管的两端部沿径向压扁而成型为所述一对连接板部，在所述加热工序中，对所述钢管的两端部同时进行加热，所述钢管由含有比Fe容易氧化的易氧化元素的Fe合金形成，所述加热工序具有：降氧工序，在所述钢管的两端部的内周面形成Fe氧化物，使所述钢管的两端部内的空气中含有的氧量降低；以及还原工序，将所述易氧化元素作为还原剂，使所述Fe氧化物发生还原反应，从所述Fe氧化物中除去氧。
根据本发明，由于在加热工序中，对钢管的两端部同时进行加热，因此在降氧工序中，钢管的两端部内的空气会同时膨胀，会在限制了外部空气进入钢管的两端部内的状态下，在钢管的两端部的内周面形成Fe氧化物。由此，在降氧工序中，能够使钢管的两端部内的空气中含有的氧量降低，能够将在钢管的两端部的内周面形成的Fe氧化物的量抑制得较低。
此外，在加热工序中，关于对钢管的两端部同时进行加热，只要能够在限制了外部空气进入钢管的两端部内的状态下，在钢管的两端部的内周面形成Fe氧化物，则不限于使钢管的两端部的加热同时开始并同时结束，也包括如下情况：在加热工序中，即使加热的开始以及结束的时刻在钢管的两端部不同，也使对钢管的两端部同时进行加热的状态存在一定的时间。
加热工序具有还原工序，在还原工序中，将形成钢管的Fe合金中含有的易氧化元素作为还原剂，使在降氧工序中形成的Fe氧化物发生还原反应。因此，能够使Fe氧化物中的氧与Fe合金中的易氧化元素结合而将其从Fe氧化物中除去。此时，由于在降氧工序中形成的Fe氧化物的量被抑制得较低，因此从Fe氧化物中除去的氧与易氧化元素结合而成的合金氧化物B不是在沿着绕钢管W的管轴的周向上连续延伸的层状，而是散布在周向上。由此，在锻造工序中，当将钢管的两端部沿径向压扁时，获得连接板部，该连接板部具备散布有前述的合金氧化物的合金氧化物区域、以及从板厚方向的两侧夹持合金氧化物区域的一对母材部。此时，构成一对母材部的各结晶粒通过合金物之间而在板厚方向上跨越合金氧化物区域，一对母材部在板厚方向上被接合为一体。
通过以上方式，能够将一对母材部彼此牢固地接合，能够防止在一对母材部彼此之间产生间隙。
在此，可以在所述加热工序中，在使所述钢管处于如下姿态：位于比其两端部更靠长度方向的中央部侧的位置且至少包含长度方向的中央部的部分成为大致水平的姿态的状态下，对所述钢管的两端部进行加热。
在这种情况下，由于在加热工序中，在使钢管处于如下姿态：位于比其两端部更靠长度方向的中央部侧的位置且至少包含长度方向的中央部的部分成为大致水平的姿势的状态下对钢管的两端部进行加热，因此在降氧工序中，钢管的两端部内的空气容易在朝向钢管的内侧顺利进入的同时膨胀，能够可靠地限制外部空气进入钢管W的两端部内。
另外，可以在所述加热工序中，使所述钢管的两端部位于所述钢管中的最下方的位置。
在这种情况下，由于在加热工序中，使钢管的两端部位于钢管中的最下方的位置，因此能够在降氧工序中，使钢管的两端部内的空气顺利膨胀，能够可靠地防止外部空气进入钢管的两端部内。
发明效果
根据本发明，能够抑制在一对母材部彼此之间产生间隙。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施方式而示出的稳定器安装于悬架装置的状态的立体图。
图2是对作为本发明的一个实施方式而示出的稳定器的制造方法进行说明的说明图。
图3是表示作为本发明的一个实施方式而示出的稳定器的连接板部的沿板厚方向的纵剖面的电子显微镜照片。
图4是与图3所示的部位相同的部位的通过EBSD得到的晶体取向图。
图5是表示作为本发明的现有例而示出的稳定器的连接板部的沿板厚方向的纵剖面的电子显微镜照片。
具体实施方式
以下，参照图1～图4对本发明的稳定器的一个实施方式进行说明。
本实施方式的稳定器1具备主体筒部11、连接板部12以及过渡部13，并将左右一对悬架装置50彼此连接。主体筒部11、连接板部12以及过渡部13形成为一体。主体筒部11、连接板部12以及过渡部13例如由弹簧钢等形成。
首先，对悬架装置50进行说明。
悬架装置50具备：支撑部51，其将车轮54支撑为能够旋转；减震器52，其具有下端部安装于支撑部51的汽缸；以及稳定器连杆53，其连接减震器52的汽缸与稳定器1。
以下，针对稳定器1，基于稳定器1安装于悬架装置50的状态下的姿态进行说明。
另外，从安装有悬架装置50的车辆的乘员角度观看，将前侧作为前侧，将后侧作为后侧，将左侧作为左侧，将右侧作为右侧。
主体筒部11具备在车辆的左右方向上延伸的扭转部14、以及分别从扭转部14在左右方向上的两端部向车辆的后方延伸的一对臂部15，并且主体筒部11形成为能够弹性变形。主体筒部11形成为管状。
扭转部14的长度长于臂部15的长度。扭转部14的外周面在左右方向的整个长度上沿左右方向笔直地延伸。臂部15的外周面在前后方向的整个长度上沿前后方向笔直地延伸。扭转部14的内径及外径各自在整个长度上是相同的。臂部15的内径及外径各自在整个长度上是相同的。扭转部14的内径及外径分别与臂部15的内径及外径相同。扭转部14与臂部15的连接部分以朝向左右方向的外侧的斜前方突出的方式弯曲。
此外，也可以使扭转部14的长度为臂部15的长度以下。扭转部14及臂部15也可以弯曲。也可以使扭转部14及臂部15的各内径互不相同，也可以使扭转部14及臂部15的各外径互不相同。
连接板部12从主体筒部11的臂部15侧向后方笔直地突出。即，连接板部12分别设置于主体筒部11的两端。此外，连接板部12也可以从主体筒部11的臂部15侧以例如向左右方向弯曲的状态朝向后方突出。连接板部12形成为其表面和背面朝向车辆的左右方向的板状。即，在稳定器1安装于悬架装置50的状态下，连接板部12的板厚方向与车辆的左右方向一致。
在连接板部12形成有在板厚方向上贯穿的贯穿孔。在螺栓一体地插通于该贯穿孔以及形成于稳定器连杆53的贯穿孔的状态下，通过将螺母与该螺栓螺合，使得连接板部12与稳定器连杆53连接。
连接板部12是通过在锻造工序中将钢管W的端部沿径向压扁而成型。从后方观察时，连接板部12的后端面呈在上下方向上长的长方形状。
如图1所示，过渡部13连接主体筒部11的臂部15的后端部与连接板部12的前端部，并且过渡部13在连接板部12的板厚方向上的大小随着从前方朝向后方而逐渐变小。在过渡部13中设置有与主体筒部11的内侧连通的内部空间。该内部空间在所述板厚方向上的大小随着从前方朝向后方而逐渐变小。过渡部13的内部空间的前端部与臂部15的后端部的内侧无台阶地相连。
臂部15、过渡部13以及连接板部12在所述板厚方向上的中央部相互一致。此外，也可以使臂部15、过渡部13以及连接板部12中的至少一个在所述板厚方向上的中央部与其他的在所述板厚方向上的中央部在所述板厚方向上错开。
在以上的结构中，在左右一对减震器52的位移量不同时，例如车辆在转弯行驶时等，稳定器1发生弹性变形，从而抑制车辆在倾侧方向上的位移。
并且，在本实施方式中，如图3以及图4所示，连接板部12具备位于板厚方向T的两侧的一对母材部16、以及配置在一对母材部16彼此之间的合金氧化物区域17，构成一对母材部16的各结晶粒在板厚方向T上跨越合金氧化物区域17，一对母材部16被接合为一体。一对母材部16例如通过熔接、扩散、热压接、或者焊接等接合为一体。
连接板部12由含有比Fe容易氧化的易氧化元素的Fe合金形成。作为易氧化元素，例如可举出Si、Mn以及Cr等。Fe合金除了含有C和Fe之外，还含有Si、Mn以及Cr中的至少一种。稳定器1包括连接板部12在内整体由同一材质形成。
图3以及图4所示的虚线表示在锻造工序中，当钢管W的端部沿径向压扁时，钢管W的内周面中的成为平坦且相互接合的接合界面L。接合界面L沿着与连接板部12的板厚方向T正交的沿面方向延伸。在图3中，散布在接合界面L附近的多个黑点表示Fe合金中含有的易氧化元素和在后述的降氧工序中形成的Fe氧化物中的氧在后述的还原工序中结合而成的合金氧化物B。包含接合界面L的预定的厚度区域为散布有合金氧化物B的合金氧化物区域17。
如图3所示，一对母材部16在板厚方向T上没有被合金氧化物区域17分断开，而是在板厚方向T上跨越合金氧化物区域17而相互接合。如图4所示，构成一对母材部16的各结晶粒在板厚方向T上跨越合金氧化物区域17，一对母材部16在板厚方向T上接合为一体。
此外，在图4中，一块同色部分表示一个结晶粒，各结晶粒根据方位而浓淡不同。
接下来，对通过上述方式构成的稳定器1的制造方法进行说明。
首先，将笔直延伸的钢管W整体加热至小低于A1相变点的温度，并对其实施弯曲加工，由此如图2所示，形成扭转部14以及一对臂部15。此时，一对臂部15从扭转部14的两端部向与扭转部14交叉的方向的相同的方向延伸。接着，将钢管W整体例如通过电阻加热等加热至A1相变点以上且低于融点的温度，并进行淬火。
之后，通过加热装置C对钢管W的两端部同时进行加热(加热工序)，对加热后的钢管W的两端部实施锻造加工而成型连接板部12(锻造工序)。在锻造工序中，将加热后的钢管W的两端部沿径向压扁而成型为连接板部12。过渡部13是随着通过锻造成型连接板部12而使钢管W变形而形成的。
之后，在连接板部12上形成沿板厚方向T贯穿的贯穿孔，或者将连接板部12切割成所希望的形状。然后，将连接板部12通过例如电阻加热等加热至A1相变点以上且低于融点的温度，并再次进行淬火。
此外，也可以不在连接板部12上形成贯穿孔，也可以不对连接板部12实施切割加工，也可以不对连接板部12实施再次淬火处理。
在此，钢管W由具有如下组成的碳钢钢材形成：以质量计分别含有C：0.20％～0.50％、Si：1.5％以下、Mn：0.3％～1.5％、Cr：0.5％以下，剩余部分由Fe以及不可避免的杂质构成。钢管W的长度例如设为500mm～3000mm(在图示的例子中约为2000mm)，钢管W的内径例如为5mm～40mm(在图示的例子中约为40mm)。在上述加热工序中，以700℃以上的温度对钢管W的两端部进行了加热。加热时间优选较长的时间，但能够在设备、工序的制约的范围内进行适当设定。
此外，也可以适当变更钢管W的材质、尺寸、以及加热工序时的制造条件。
并且，在本实施方式中，在加热工序中，在使钢管W处于如下姿态：位于比其两端部更靠长度方向的中央部侧的位置且至少包含长度方向的中央部的部分成为大致水平的姿态的状态下，对钢管W的两端部同时以相同的加热温度进行加热。
在图示的例子中，在使钢管W的两端开口W1朝向下方的状态下，对钢管W的两端部进行加热。此时，使钢管W的两端部位于比扭转部14更靠下方的位置，并使其位于钢管W中的最下方的位置。钢管W的两端部在上下方向上的位置相互相同。进一步地，此时，在使钢管W的扭转部14为大致水平的姿态的状态下，对钢管W的两端部进行加热。
此外，在加热工序中，也可以使钢管W的两端开口W1位于比扭转部14更靠上方的位置，也可以使钢管W的两端部在上下方向上的位置互不相同，另外，还可以使钢管W的两端开口W1朝向上方。另外，在加热工序中，也可以以互不相同的加热温度对钢管W的两端部进行加热。另外，也可以在加热工序后，对钢管W施加前述的弯曲加工。
加热工序具有降氧工序以及还原工序。
在降氧工序中，由于对钢管W的两端部同时进行加热，因此钢管W的两端部内的空气同时膨胀，由此在限制了外部空气进入钢管W的两端部内的状态下，在钢管W的两端部的内周面形成Fe氧化物。在本实施方式中，在降氧工序中，由于是在使钢管W的两端开口W1朝向下方或者朝向水平方向的状态下，对钢管W的两端部进行加热，因此钢管W的两端部内的空气在朝向钢管W的内侧顺利地进入的同时膨胀，由此如图2中的箭头所示，从钢管W的两端开口W1始终排出钢管W内的空气。由此，在可靠地限制了外部空气进入钢管W内的状态下，在钢管W的两端部的内周面形成Fe氧化物，降低了钢管W的两端部内的空气中含有的氧量。
在还原工序中，与降氧工序同样地，在使钢管W的两端开口W1朝向下方或水平方向的状态下，对钢管W的两端部继续加热。由此，将形成钢管W的Fe合金中含有的易氧化元素作为还原剂，使在降氧工序中形成的Fe氧化物发生还原反应，从Fe氧化物中除去氧。
如以上所述，根据本实施方式的稳定器1，如图4所示，构成一对母材部16的各结晶粒在板厚方向T上跨越合金氧化物区域17，因此能够将一对母材部16彼此牢固地接合，能够防止在一对母材部16彼此之间产生间隙。由此，例如即使在锻造工序后对连接板部12实施淬火处理，也能够防止在一对母材部16彼此之间产生间隙，因此即使使稳定器1变薄以实现轻量化，也能够确保连接板部12的强度。
由于连接板部12由含有比Fe容易氧化的易氧化元素的Fe合金形成，因此能够可靠地得到如下的连接板部12：构成一对母材部16的各结晶粒在板厚方向T上跨越合金氧化物区域17，一对母材部16被接合为一体的连接板部12。另外，由于上述Fe合金含有Si、Mn以及Cr中的至少一种，因此Si、Mn以及Cr是弹簧钢中通常含有的元素，无需大幅度变更现有的制造方法，从而能够抑制成本的增大，并且能够可靠地得到一对母材部16被接合为一体的连接板部12。
根据本实施方式的稳定器1的制造方法，由于在加热工序中，对钢管W的两端部同时进行加热，因此在降氧工序中，钢管W的两端部内的空气会同时膨胀，会在限制了外部空气进入钢管W的两端部内的状态下，在钢管W的两端部的内周面形成Fe氧化物。
由此，在降氧工序中，能够使钢管W的两端部内的空气中含有的氧量降低，能够将在钢管W的两端部的内周面形成的Fe氧化物的量抑制得较低。
在此，在加热工序中，关于对钢管W的两端部同时进行加热，只要能够在限制了外部空气进入钢管W的两端部内的状态下，在钢管W的两端部的内周面形成Fe氧化物，则不限于使钢管W的两端部的加热同时开始并同时结束，也包括如下情况：在加热工序中，即使加热的开始以及结束的时刻在钢管W的两端部不同，也使对钢管W的两端部同时进行加热的状态存在一定的时间。
加热工序具有还原工序，在该还原工序中，将形成钢管W的Fe合金中含有的易氧化元素作为还原剂，使在降氧工序中形成的Fe氧化物发生还原反应。因此，能够使Fe氧化物中的氧与Fe合金中的易氧化元素结合，从而将其从Fe氧化物中除去。此时，由于在降氧工序中形成的Fe氧化物的量被抑制得较低，因此，从Fe氧化物中除去的氧与易氧化元素结合而成的合金氧化物B不是在沿着绕钢管W的管轴的周向上连续延伸的层状，而是散布在周向上。
由此，在锻造工序中，当将钢管W的两端部沿径向压扁时，获得如图3所示的连接板部12，该连接板部12具备散布有前述的合金氧化物B的合金氧化物区域17、以及从板厚方向T的两侧夹持合金氧化物区域17的一对母材部16。此时，如图4所示，构成一对母材部16的各结晶粒在板厚方向T上跨越合金氧化物区域17，一对母材部16在板厚方向T上被接合为一体。
通过以上方式，能够将一对母材部16彼此牢固地接合，能够防止在一对母材部16彼此之间产生间隙。
在加热工序中，由于是在使钢管W处于如下姿态：位于比其两端部更靠长度方向的中央部侧的位置且至少包含长度方向的中央部的部分成为大致水平的姿态的状态下，对钢管W的两端部进行加热，因此，在降氧工序中，钢管W的两端部内的空气朝向钢管W的内侧容易顺利地进入并膨胀，能够可靠地限制外部空气进入钢管W的两端部内。
在加热工序中，由于使钢管W的两端部位于钢管W中的最下方的位置，因此，在降氧工序中，能够使钢管W的两端部内的空气顺利地膨胀，能够可靠地防止外部空气进入钢管W的两端部内。
此外，本发明的技术的范围不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。
连接板部12也可以从主体筒部11的臂部15侧向左右方向突出，也可以适当变更稳定器的结构。
另外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以将上述的实施方式中的构成要素适当置换为公知的构成要素，另外，还可以适当将上述的变形例进行组合。
工业上的可利用性
通过将本发明的稳定器应用于该领域，能够抑制在一对母材部彼此之间产生间隙。
附图标记说明：
1：稳定器
11：主体筒部
12：连接板部
16：母材部
17：合金氧化物区域
50：悬架装置
B：合金氧化物
T：板厚方向
W：钢管
W1：开口。

Claims (6)

1.一种稳定器，具备：
能够弹性变形的主体筒部；以及
分别与左右一对悬架装置连接的一对连接板部，其特征在于，
所述一对连接板部中的每一个连接板部均具备：
一对母材部，其位于板厚方向的两侧；以及
合金氧化物区域，其配置在所述一对母材部之间，并且散布有合金氧化物，
构成所述一对母材部的各结晶粒在板厚方向上跨越所述合金氧化物区域，所述一对母材部被接合为一体。
2.根据权利要求1所述的稳定器，其特征在于，
所述连接板部由含有比Fe容易氧化的易氧化元素的Fe合金形成。
3.根据权利要求2所述的稳定器，其特征在于，
所述Fe合金含有Si、Mn以及Cr中的至少一种。
4.一种稳定器的制造方法，所述稳定器具备：
能够弹性变形的主体筒部；以及
分别与左右一对悬架装置连接的一对连接板部，其特征在于，
所述稳定器的制造方法具有：
加热工序，对钢管的两端部进行加热；以及
锻造工序，将加热后的所述钢管的两端部沿径向压扁而成型为所述一对连接板部，
在所述加热工序中，对所述钢管的两端部同时进行加热，
所述钢管由含有比Fe容易氧化的易氧化元素的Fe合金形成，所述加热工序具有：
降氧工序，在所述钢管的两端部的内周面形成Fe氧化物，使所述钢管的两端部内的空气中含有的氧量降低；以及
还原工序，将所述易氧化元素作为还原剂，使所述Fe氧化物发生还原反应，从所述Fe氧化物中除去氧。
5.根据权利要求4所述的稳定器的制造方法，其特征在于，
在所述加热工序中，在使所述钢管处于如下姿态：位于比其两端部更靠长度方向的中央部侧的位置且至少包含长度方向的中央部的部分成为大致水平的姿态的状态下，对所述钢管的两端部进行加热。
6.根据权利要求4或5所述的稳定器的制造方法，其特征在于，
在所述加热工序中，使所述钢管的两端部位于所述钢管中的最下方的位置。
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