一種耐磨彈簧懸架制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種耐磨彈簧懸架，屬于合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域。所述的耐磨彈簧懸架由合金鋼制成，所述合金鋼的組成元素及其質(zhì)量百分比為C0.10?0.15％、Cr0.4?0.6％、Si0.14?0.20％、Mn0.8?1.15％、Al0.03?0.05％、N0.008?0.015％、Mo0.25?0.35％、Cu0.025?0.04％、S0.005?0.022％、V0.08?0.15％、RE0.08?0.15％、P≤0.015％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該彈簧懸架成分配伍合理，通過先深冷處理+低溫回火，然后在其表面進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化處理，顯著提高強(qiáng)度，降低其表面的粗糙度，改善彈簧懸架的磨損性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種耐磨彈簧懸架，屬于合金材料加工

技術(shù)介紹
鋼鐵應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和生活中的各個(gè)方面，在人類的生活和工作中有著十分重要的作用，是科技發(fā)展的基礎(chǔ)，但鋼鐵在大氣中易銹蝕且銹蝕過程相當(dāng)復(fù)雜，對工業(yè)生產(chǎn)及人們的生活產(chǎn)生不同程度的不利影響，帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在我國，據(jù)中國工業(yè)和自然環(huán)境腐蝕調(diào)查項(xiàng)目組2008年調(diào)查結(jié)果顯示，由腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2300億元，間接經(jīng)濟(jì)損失為5000～6000億元，相當(dāng)于當(dāng)年我國國民生產(chǎn)總值的5％。因此，研究防止鋼鐵腐蝕的方法就變得很重要。汽車彈簧懸架是車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間的一切傳力連接裝置的總稱。懸架的主要作用是把路面作用于車輪上的垂直反力(支承力)、縱向反力(驅(qū)動力和制動力)和側(cè)向反力以及這些反力所形成的力矩傳遞到車架(或承載式車身)上，以保證汽車的正常行駛。現(xiàn)有技術(shù)中的彈簧懸架一般采用普通合金鋼通過普通的成型工藝制成，其性能較為一般，尤其是強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性都較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種機(jī)械性能高，尤其是具有較高耐磨性的彈簧懸架。本專利技術(shù)的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種耐磨彈簧懸架，所述的耐磨彈簧懸架由合金鋼制成，所述合金鋼的組成元素及其質(zhì)量百分比為：C：0.10-0.15％、Cr：0.4-0.6％、Si：0.14-0.20％、Mn：0.8-1.15％、Al：0.03-0.05％、N：0.008-0.015％、Mo：0.25-0.35％、Cu：0.025-0.04％、S：0.005-0.022％、V：0.08-0.15％、RE：0.08-0.15％、P≤0.015％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本專利技術(shù)耐磨彈簧懸架的合金鋼中降低了碳含量、鉻含量，并添加了稀土元素，通過各元素之間產(chǎn)生的協(xié)同作用提高彈簧懸架的綜合性能。在合金鋼中加入低含量鉻的同時(shí)，加入Cu、Mn、Mo、Al、Si、V等合金元素，放棄加入鎳、鎢等貴重金屬元素，能夠強(qiáng)化基體，獲得MoC、VC等特殊碳化物和合金碳化物，從而提高彈簧懸架合金鋼的組織穩(wěn)定性。Cu、Al的加入可以提高彈簧懸架合金鋼的散熱性能。Cr、Si、Al能夠提高合金鋼的抗生長與抗氧化能力。散熱性能、抗生長和抗氧化能力的提高又能進(jìn)一步提高合金鋼的高溫性能，使其在高溫環(huán)境下使用的壽命有所提高。Mn、Si等元素的加入能夠提高鋼液的流動性。稀土的影響與合金元素進(jìn)行配合，進(jìn)一步提高彈簧懸架合金鋼的強(qiáng)韌性。在本專利技術(shù)彈簧懸架的合金鋼中若碳含量過低，在加工中的深冷處理會嚴(yán)重影響強(qiáng)度和硬度，若碳含量過高，塑性低，還會影響后續(xù)的成型及電鍍過程中的性能，造成開裂等問題。為了避免在滲層中發(fā)生內(nèi)氧化形成“黑色網(wǎng)狀組織”缺陷，本專利技術(shù)彈簧懸架合金鋼中Si含量要求控制在0.20％以下。當(dāng)加入0.14-0.20％Si可以提高彈簧懸架的強(qiáng)度，若Si含量低于0.14％，則會影響彈簧懸架的屈服強(qiáng)度。盡管Mn是固溶強(qiáng)化元素，但在本專利技術(shù)彈簧懸架合金鋼中，若錳含量大于1.15％，則會大幅度降低彈簧懸架的塑性和韌性。彈簧懸架合金鋼的耐熱性隨著Mo含量的增加而增強(qiáng)，此外Cr、Si、Al都可生成致密的氧化物，形成保護(hù)膜。鋁是最基本、最有效的細(xì)化晶粒元素，在鋼中主要以AlN形式存在。AlN主要分布于晶界，起到釘扎晶界阻止晶粒長大的作用。當(dāng)合金鋼中鋁含量較高，但氮含量較低時(shí)，則不能形成足夠的AlN使其均勻的分布于奧氏體晶界。AlN數(shù)量較少必然導(dǎo)致其分布較多的位置釘扎晶界作用明顯，較少的位置則不能釘扎晶界阻止奧氏體晶粒的長大，這也是產(chǎn)生混晶，即晶粒局部異常長大的主要原因。經(jīng)不斷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在本專利技術(shù)彈簧懸架合金鋼中鋁含量為0.03-0.05％時(shí)，控制Al/N≥3能夠保證在在后續(xù)的熱處理時(shí)不發(fā)生混晶現(xiàn)象。本專利技術(shù)彈簧懸架合金鋼中加入0.08-0.15％V細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩不僅是強(qiáng)化合物形成元素，還是鋼材優(yōu)良的脫氧劑，能與碳的結(jié)合，形成高熔點(diǎn)、高硬度、高彌散度且穩(wěn)定的VC碳化物，且0.08-0.15％V與0.8-1.15％Mn起協(xié)同作用，共同提高鋼的強(qiáng)度和硬度，其原因在于V與Mn配合使用不僅可以細(xì)化晶粒，還可以得到更高體積分?jǐn)?shù)的彌散分布析出顆粒，同時(shí)起到細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的作用，還可以提高彈簧懸架的強(qiáng)度、韌性以及抗腐蝕能力。且本專利技術(shù)彈簧懸架合金鋼中由于0.08-0.15％稀土的存在，與0.08-0.15％V一起增強(qiáng)了彈簧懸架合金鋼組織細(xì)化的程度，從而使其擴(kuò)散系數(shù)降低，減輕其氧化程度。同時(shí)碳化物在回火的過程中析出速度和長大速度都較為緩慢，提高了鋼的強(qiáng)度和抗回火穩(wěn)定性。未加入稀土?xí)r，合金鋼組織非常不均勻，相對碳化合物尺寸較大，網(wǎng)狀二次碳化合物較為明顯。加入少量的稀土?xí)r，合金鋼二次碳化合物斷網(wǎng)明顯。稀土含量越高，組織越來越均勻，越來越細(xì)。稀土含量的增加使得碳化合物支晶和萊氏體網(wǎng)格越來越細(xì)，進(jìn)而提高合金鋼的沖擊韌性。熱處理后，未加稀土與加入稀土的合金鋼組織都包括回火馬氏體、少量回火托氏體、含鉻和錳等的合金碳化物與分布均勻的VC、MoC特殊碳化物。然而一定范圍內(nèi)含稀土越多，碳化物尺寸越小，這種特征在提高放大倍數(shù)后非常明顯。此外稀土元素還可融入碳化合物中，或者與氧、磷、硫、硅、鋁發(fā)生反應(yīng)生成氧化物等，降低有害雜質(zhì)對脆性的影響。經(jīng)不斷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在本專利技術(shù)彈簧懸架合金鋼中添加0.08-0.15％稀土對碳化合物尺寸的減小，與合金元素的配合，在晶界處的分布以及減小有害物質(zhì)的影響等綜合效果較為明顯。一般的合金鋼中，硫、磷等雜質(zhì)元素的非金屬夾雜會破壞鋼的基體連續(xù)性，在靜載荷和動載荷的作用下，往往成為裂紋的起點(diǎn)，影響合金鋼的性能，但是本專利技術(shù)為了提高彈簧懸架切削性，需要添加一定的硫含量。作為優(yōu)選，所述合金鋼的組成元素及其質(zhì)量百分比為：C：0.12-0.15％、Cr：0.45-0.55％、Si：0.15-0.18％、Mn：0.95-1.05％、Al：0.03-0.04％、N：0.01-0.013％、Mo：0.28-0.32％、Cu：0.028-0.035％、S：0.01-0.02％、V：0.1-0.12％、RE：0.1-0.12％、P≤0.015％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本專利技術(shù)還提供一種耐磨彈簧懸架的加工工藝，所述的加工工藝包括如下步驟：按耐磨彈簧懸架所用合金鋼的組成元素及質(zhì)量百分比配料，將原料熔煉成鋼水，鋼水經(jīng)真空冶煉、澆注、軋制成鋼板，并將鋼板加工成型，得彈簧懸架坯件；將彈簧懸架坯件在-138～-170℃下深冷處理1-1.5h，然后在230-250℃下低溫回火處理120-145min，得彈簧懸架半成品；將彈簧懸架半成品進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化處理得彈簧懸架成品。本專利技術(shù)先采用深冷處理，使殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，促使馬氏體孿晶細(xì)化并析出超微細(xì)碳化物，提高材料硬度與耐磨性。未經(jīng)深冷處理后的合金鋼在其表面的硬度較低，容易出現(xiàn)低頭現(xiàn)象，而經(jīng)過深冷處理后的合金鋼，表層中原先較多的殘余奧氏體在深冷處理中繼續(xù)向馬氏體轉(zhuǎn)變，增加有效硬化層深度，提高了表面硬度，產(chǎn)品表層的硬度可提高25-40％左右，因此消除了低頭現(xiàn)場。馬氏體和殘余奧氏體是不穩(wěn)定的相，有自發(fā)地向鐵素體+滲碳體組織轉(zhuǎn)變的趨勢。本專利技術(shù)在深冷處理后再經(jīng)低溫回火，碳原子偏聚形成富碳原子團(tuán)，馬氏體開始分解，馬氏體中溶解的過本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種耐磨彈簧懸架，其特征在于，所述的耐磨彈簧懸架由合金鋼制成，所述合金鋼的組成元素及其質(zhì)量百分比為：C：0.10?0.15％、Cr：0.4?0.6％、Si：0.14?0.20％、Mn：0.8?1.15％、Al：0.03?0.05％、N：0.008?0.015％、Mo：0.25?0.35％、Cu：0.025?0.04％、S：0.005?0.022％、V：0.08?0.15％、RE：0.08?0.15％、P≤0.015％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐磨彈簧懸架，其特征在于，所述的耐磨彈簧懸架由合金鋼制成，所述合金鋼的組成元素及其質(zhì)量百分比為：C：0.10-0.15％、Cr：0.4-0.6％、Si：0.14-0.20％、Mn：0.8-1.15％、Al：0.03-0.05％、N：0.008-0.015％、Mo：0.25-0.35％、Cu：0.025-0.04％、S：0.005-0.022％、V：0.08-0.15％、RE：0.08-0.15％、P≤0.015％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨彈簧懸架，其特征在于，所述合金鋼的組成元素及其質(zhì)量百分比為：C：0.12-0.15％、Cr：0.45-0.55％、Si：0.15-0.18％、Mn：0.95-1.05％、Al：0.03-0.04％、N：0.01-0.013％、Mo：0.28-0.32％、Cu：0.028-0.035％、S：0.01-0.02％、V：0.1-0.12％、RE：0.1-0.12％、P≤0.015％，余量為Fe及...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣建平，蔣乾，
申請(專利權(quán))人：寧波乾豪金屬制品有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33