CN115055531B - 一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,方铸坯下线缓冷、连轧开坯后钢坯全修磨、磁粉探伤、超声波探伤;连轧采用冷装加热方式去除钢坯加热开裂缺陷,钢坯全修磨去除钢坯脱碳及裂纹缺陷;钢坯角部导角并圆滑过渡,去除尖角加热脱碳缺陷;采用轧辊轧槽使用前半周期进行轧制,轧制过程中的精轧温度820℃‑900℃,入双模块温度820℃‑880℃,吐丝温度820℃‑880℃,吐丝后盘条,盘条表面缺陷深度控制在50微米以下;盘条经拉拔、收线、矫直成直条,直条进行切段后磨光;去除材料脱碳及表面缺陷;采用中频感应进行直条线圈加热,利用余热进行卷簧成型;本发明实现汽车悬架簧表面无缺陷,悬架簧疲劳大幅度提升,且综合性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及汽车悬架簧,特别涉及一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法。
背景技术
55SiCr弹簧钢为Si-Cr系弹簧钢,常用来制作汽车悬架簧生产,是Si-Cr系中使用最广泛的钢种,使用时要求具有良好的抗疲劳性能、抗弹减性能及力学性能等,因此对钢种的实物质量提出了更苛刻的要求。其中表面质量指标是对弹簧钢疲劳性能影响较大的指标之一。
表面最大应力多发生在弹簧材料的表层,所以弹簧的表面质量对疲劳强度的影响很大,表面质量可归结为表面缺陷指标和脱碳指标。弹簧材料在连铸、轧制、拉拔和卷制过程中造成的裂纹、疵点和伤痕等缺陷往往是造成弹簧疲劳断裂的原因,材料严重的脱碳也会最终导致疲劳性能下降。因此,如何全流程控制材料表面质量,做到表面无缺陷,是目前要解决的棘手问题。
现有汽车悬架簧的生产流程冷卷簧工艺:连铸坯—(开坯)—线材轧制—盘条—拉拔—热处理—冷卷簧—稳定化处理—强压及喷丸—成品。冷卷簧工艺,弹簧钢丝收线后,表面若存在质量问题,会加大钢丝延迟断裂风险,卷簧时候也会发生断裂问题,在使用时也可能会发生断簧问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,解决由于表面问题造成成品簧疲劳性能下降问题。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,工艺流程:钢坯生产—方坯加热—轧制、盘条—拉拔磨削—热卷簧—热处理—强压喷丸—涂装+负荷分选;具体步骤如下:
一.钢坯生产:方铸坯下线缓冷、连轧开坯后钢坯全修磨、磁粉探伤、超声波探伤;连轧采用冷装加热方式去除钢坯加热开裂缺陷,钢坯全修磨去除钢坯脱碳及裂纹缺陷;钢坯角部导角并圆滑过渡,去除尖角加热脱碳缺陷;
二.方坯加热:方坯低温加热,加热温度控制在900℃-1050℃;加热炉气氛调整工艺各加热段空煤比控制在1.8以下;
三.轧制、盘条:采用轧辊轧槽使用前半周期进行轧制,轧制过程中的精轧温度820℃-900℃,入双模块温度820℃-880℃,吐丝温度820℃-880℃,吐丝后盘条,盘条表面缺陷深度控制在50微米以下;
四.拉拔磨削:盘条经拉拔、收线、矫直成直条,直条进行切段后磨光;去除材料脱碳及表面缺陷,并在线涡流探伤;
五.热卷簧:采用中频感应进行直条线圈加热,加热温度900℃-980℃,加热时间为1-3分钟;利用余热进行卷簧成型;
六.热处理:弹簧采用淬火+中温回火工艺,淬火温度880-930℃,回火温度400-500℃;
七.强压喷丸:利用余热进行热强压及预喷丸处理,去除表面缺陷,然后进行冷强压立定、应力喷丸;
八.涂装及负荷分选:
步骤一中连轧开坯尺寸160*160mm,钢坯全修磨单侧修磨量1-3mm,钢坯角部导角45°±5°,超声波探伤灵敏度Φ2。
步骤三中盘条直径为15-25mm。
步骤四中直条切断长度1000-6000mm,直条单侧磨削量50-150微米。
与现有的技术相比,本发明的有益效果是:
本发明工艺生产出来的汽车悬架簧,实现表面无缺陷,悬架簧疲劳大幅度提升,且综合性能稳定。疲劳性能可以稳定到100万次以上不断裂,很好的满足了汽车悬架簧产品要求。与传统冷卷簧工艺生产的汽车悬架簧相比,省去冷卷簧稳定化处理工艺。利用余热淬火,节省能源。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所得到的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,工艺流程:钢坯生产—方坯加热—轧制、盘条—拉拔磨削—热卷簧—热处理—强压喷丸—涂装+负荷分选;具体步骤如下:
一.钢坯生产:大方坯连铸—连轧开坯—全修磨—磁粉探伤—超声波探伤
铸坯下线缓冷;避免冷速过快产生铸坯裂纹缺陷;连轧采用冷装加热方式,避免合金钢热装由于组织应力导致钢坯加热开裂进而影响钢坯表面质量;连轧开坯尺寸160*160mm,钢坯全修磨单侧修磨量1-3mm,去除钢坯脱碳及裂纹缺陷;钢坯角部导角45°±5°并圆滑过渡,避免线材加热时候钢坯尖角处产生严重脱碳;采用磁粉+超声波探伤工艺,保证表面及皮下钢坯质量,超声波探伤灵敏度Φ2;
二.方坯加热:方坯低温加热,加热温度控制在900℃-1050℃;加热炉气氛调整工艺各加热段空煤比控制在1.8以下;
三.轧制、盘条:采用轧辊轧槽使用前半周期进行轧制,轧制过程中的精轧温度820℃-900℃,入双模块温度820℃-880℃,吐丝温度820℃-880℃,吐丝后盘条,盘条直径为15-25mm,结合在线热眼检测技术,盘条表面缺陷深度控制在50微米以下;
四.拉拔磨削:盘条经拉拔、收线、矫直成直条,直条进行切段后磨光;去除材料脱碳及表面缺陷,并在线涡流探伤;
五.热卷簧:采用中频感应进行直条线圈加热,加热温度900℃-980℃,加热时间为1-3分钟;利用余热进行卷簧成型。利用余热进行热卷成型,节省能源;
六.热处理:弹簧采用淬火+中温回火工艺,淬火温度880-930℃,回火温度400-500℃;获得组织均匀性较好的热处理弹簧,并结合涡流探伤工艺,保证弹簧表面质量;
七.强压喷丸:利用余热进行热强压及预喷丸处理,去除表面缺陷,然后进行冷强压立定、应力喷丸;获得高疲劳性能弹簧;
八.涂装及负荷分选;保证耐蚀及弹簧一致性。
汽车悬架簧从原材料开始着手控制表面质量控制,通过采用连铸坯下线缓冷、连轧坯全修磨等方式确保钢坯表面质量;通过控制线材加热工艺及轧制工艺,实现盘条无缺陷轧制;通过采用拉拔+磨削成直条+热卷黄加工控制方式保证成品簧无缺陷;通过以上各环节控制,做到成品簧表面无缺陷,大幅度提高成品簧疲劳性能。
以生产55SiCr汽车悬架簧为例。
实施例1
一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,具体包括:
1、钢坯生产:是采用方铸坯采用下线缓冷、连轧开坯后采用全修磨工艺、磁粉探伤工艺、超声波探伤工艺得到方坯。其中冶炼铸坯采用下线缓冷工艺以避免冷速过快产生铸坯裂纹缺陷;连轧采用冷装加热方式避免合金钢热装由于组织应力导致钢坯加热开裂进而影响钢坯表面质量;连轧开坯尺寸160*160mm,钢坯全修磨单侧修磨量1.5mm,去除钢坯脱碳及裂纹缺陷;钢坯角部导角45°并圆滑过渡,避免线材加热时候钢坯尖角处产生严重脱碳;采用磁粉+超声波探伤工艺,保证表面及皮下钢坯质量,超声波探伤灵敏度Φ2。
2、方坯加热:采用低温快速加热+加热炉气氛调整工艺,避免产生全脱碳及严重总脱碳,加热温度1000℃。
3、轧制、盘条:采用轧辊轧槽使用前半周期进行轧制,入精轧温度880℃,入模块温度850℃,吐丝温度855℃,结合在线热眼检测技术,成品盘条表面缺陷深度40微米以下,盘条直径17mm。
4、拉拔磨削:盘条经拉拔、收线、矫直成直条,直条进行切段后磨光;拉拔钢丝规格15.85mm,切断长度1000-6000mm,单侧磨削量80微米,有效去除材料脱碳及表面缺陷,并结合在线涡流探伤,保证直条无缺陷。
5、热卷簧:采用中频感应进行直条线圈加热,加热温度920℃,加热时间为2分钟,材料表面无脱碳,利用余热进行热卷成型,节省能源。
6、热处理:采用快速淬火+中温回火工艺,淬火温度900℃,回火温度450℃。通过采用上述技术方案,获得组织均匀性较好的热处理弹簧,并结合涡流探伤工艺,保证弹簧表面质量。
7、强压喷丸:利用余热弹簧进行预强压及预喷丸处理,预喷丸将热卷簧及热强压产生表面缺陷去除,然后进行冷强压立定、应力喷丸,获得高疲劳性能弹簧,
8、涂装及负荷分选:并进行涂装及负荷分选,保证耐蚀及车体左右两侧弹簧一致性。
实施例2
一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,具体包括:
1、钢坯生产:采用方铸坯下线缓冷、连轧开坯后采用全修磨工艺、磁粉探伤工艺、超声波探伤工艺。其中冶炼铸坯采用下线缓冷工艺以避免冷速过快产生铸坯裂纹缺陷;连轧采用冷装加热方式避免合金钢热装由于组织应力导致钢坯加热开裂进而影响钢坯表面质量;连轧开坯尺寸160*160mm,钢坯全修磨单侧修磨量1mm,去除钢坯脱碳及裂纹缺陷;钢坯角部导角45°并圆滑过渡,避免线材加热时候钢坯尖角处产生严重脱碳;采用磁粉+超声波探伤工艺,保证表面及皮下钢坯质量,超声波探伤灵敏度Φ2。
2、方坯加热:采用低温快速加热+加热炉气氛调整工艺,避免产生全脱碳及严重总脱碳,加热温度控制在1020℃。
3、轧制、盘条:采用轧辊轧槽使用前半周期进行轧制,入精轧温度880℃,吐丝盘条,入模块温度865℃,吐丝温度860℃,结合在线热眼检测技术,成品盘条表面缺陷深度30微米以下,盘条直径18mm。
4、拉拔磨削:盘条经拉拔、收线、矫直成直条,直条进行切段后磨光;钢丝直径16.8mm,切断长度1000-6000mm,单侧磨削量100微米,有效去除材料脱碳及表面缺陷,并结合在线涡流探伤,保证直条无缺陷。
5、热卷簧:采用中频感应进行直条线圈加热,加热温度925℃,加热时间为3分钟。使材料表面无脱碳,利用余热进行热卷成型,节省能源。
6、热处理:采用快速淬火+中温回火工艺,淬火温度905℃,回火温度445℃。通过采用上述技术方案,获得组织均匀性较好的热处理弹簧,并结合涡流探伤工艺,保证弹簧表面质量。
7、强压喷丸:利用余热弹簧进行预强压及预喷丸处理,预喷丸将热卷簧及热强压产生表面缺陷去除,然后进行冷强压立定、应力喷丸,获得高疲劳性能弹簧,
8、涂装及负荷分选:并进行涂装及负荷分选,保证耐蚀及车体左右两侧弹簧一致性。
实施例3
一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,具体包括:
1、钢坯生产:采用方铸坯下线缓冷、连轧开坯后采用全修磨工艺、磁粉探伤工艺、超声波探伤工艺。其中冶炼铸坯采用下线缓冷工艺以避免冷速过快产生铸坯裂纹缺陷;连轧采用冷装加热方式避免合金钢热装由于组织应力导致钢坯加热开裂进而影响钢坯表面质量;连轧开坯尺寸160*160mm,钢坯全修磨单侧修磨量1mm,去除钢坯脱碳及裂纹缺陷;钢坯角部导角45°并圆滑过渡,避免线材加热时候钢坯尖角处产生严重脱碳;采用磁粉+超声波探伤工艺,保证表面及皮下钢坯质量,超声波探伤灵敏度Φ2。
2、方坯加热:采用低温快速加热+加热炉气氛调整工艺,避免产生全脱碳及严重总脱碳,加热温度控制在1050℃。
3、轧制、盘条:采用轧辊轧槽使用前半周期进行轧制,入精轧温度875℃,吐丝盘条,入模块温度872℃,吐丝温度870℃,结合在线热眼检测技术,成品盘条表面缺陷深度控制在30微米以下,盘条直径20mm。
4、拉拔磨削:盘条经拉拔、收线、矫直成直条,直条进行切段后磨光;钢丝直径18.85mm,切断长度1000-6000mm,单侧磨削量100微米,有效去除材料脱碳及表面缺陷,并结合在线涡流探伤,保证直条无缺陷。
5、热卷簧::采用中频感应进行直条线圈加热,加热温度930℃,加热时间为3分钟。使材料表面无脱碳,利用余热进行热卷成型,节省能源。
6、热处理:采用快速淬火+中温回火工艺,淬火温度910℃,回火温度460℃。通过采用上述技术方案,获得组织均匀性较好的热处理弹簧,并结合涡流探伤工艺,保证弹簧表面质量。
7、强压喷丸:利用余热弹簧进行预强压及预喷丸处理,预喷丸将热卷簧及热强压产生表面缺陷去除,然后进行冷强压立定、应力喷丸,获得高疲劳性能弹簧,
8、涂装及负荷分选:并进行涂装及负荷分选,保证耐蚀及车体左右两侧弹簧一致性。实施例产品指标见表1;
表1:产品指标
尽管已经示出和描述了本发明的实施例子,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和基本精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,疲劳性能稳定到100万次以上不断裂,其特征在于,工艺流程:钢坯生产—方坯加热—轧制、盘条—拉拔磨削—热卷簧—热处理—强压喷丸—涂装+负荷分选;其特征在于,省去冷卷簧稳定化处理工艺,利用余热淬火,具体步骤如下:
一.钢坯生产:方铸坯下线缓冷、连轧开坯后钢坯全修磨、磁粉探伤、超声波探伤;连轧开坯尺寸160*160mm,钢坯全修磨单侧修磨量1-3mm,钢坯角部导角45°±5°,并圆滑过渡,超声波探伤灵敏度Φ2;
二.方坯加热:方坯低温加热,加热温度控制在900℃-1050℃;加热炉气氛调整工艺各加热段空煤比控制在1.8以下;
三.轧制、盘条:采用轧辊轧槽使用前半周期进行轧制,轧制过程中的精轧温度820℃-900℃,入双模块温度820℃-880℃,吐丝温度820℃-880℃,吐丝后盘条,盘条表面缺陷深度控制在50微米以下;
四.拉拔磨削:盘条经拉拔、收线、矫直成直条,直条进行切段后磨光;去除材料脱碳及表面缺陷;
五.热卷簧:采用中频感应进行直条线圈加热,加热温度900℃-930℃,加热时间为1-3分钟;利用余热进行卷簧成型;
六.热处理:弹簧采用淬火+中温回火工艺,淬火温度880-930℃,回火温度445-500℃;
七.强压喷丸:利用余热进行热强压及预喷丸处理,去除表面缺陷,然后进行冷强压立定、应力喷丸。
2.根据权利要求1所述的表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,其特征在于,步骤三中盘条直径为15-25mm。
3.根据权利要求1所述的表面无缺陷型汽车悬架簧的生产方法,其特征在于,步骤四中直条切断长度1000-6000mm,直条单侧磨削量50-150微米。
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