一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼及其制備方法，所述彈簧用鋼按質(zhì)量百分比含有C 0.33?0.46％、Si 0.7?1.2％、Mn0.5?0.9％、Cr 0.2?1.0％、Al 0.05?0.10％、Co 0.02?0.04％、Ta 0.05?0.10％、B 0.01～0.02％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，本發(fā)明通過合理調(diào)控各合金元素的含量和調(diào)配平衡，使各元素產(chǎn)生協(xié)同作用，經(jīng)處理后的彈簧用鋼耐點蝕性、腐蝕疲勞特性更好，抗拉強度≥1890MPa，可制成最大設計剪應力1170MPa的高疲勞強度彈簧，有助于汽車的輕量化，有很大的推廣價值。
【專利說明】
一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及彈簧鋼技術領域，具體涉及一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼及其制備方法。
【背景技術】
[0002]汽車懸架彈簧是汽車懸架中的彈性元件，使車橋和車架或車身之間作彈性聯(lián)系，承受和傳遞垂直載荷，緩和及抑制不平路面所引起的沖擊。懸架彈簧質(zhì)量好壞，對車輛平穩(wěn)性、安全性起著至關重要的作用。汽車懸架彈簧的技術發(fā)展趨勢總體上向輕量化、高應力、高可靠度發(fā)展，懸架彈簧設計應力要求大于lOOOMPa，高的可達1200MPa。常用的懸架彈簧主要有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧等幾種結(jié)構(gòu)形式。其中，轎車用螺旋懸架彈簧，鋼絲直徑9.0?16mm，常用4個懸架彈簧，每輛車平均需要彈簧鋼鋼絲10kg。近年來，汽車輕量化的期望越發(fā)強烈，作為車體支撐用螺旋彈簧的高強度化的期望也愈發(fā)強烈。此外，車體支撐用螺旋彈簧由于要置于嚴酷的腐蝕環(huán)境下，因此要求其具備耐久性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種汽車懸架彈簧用鋼及其制備方法，強度高且耐腐蝕性能優(yōu)異。
[0004]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn):
[0005]—種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼，按質(zhì)量百分比含有C 0.33-0.46%,Si0.7-1.2%、Μη 0.5-0.9% ^Cr 0.2_1.0%、Α1 0.05-0.10 %、Co 0.02-0.04% ^Ta 0.05-
0.10%,B 0.01-0.02%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]優(yōu)選地，所述彈簧用鋼按質(zhì)量百分比還含有W 0.05-0.15%,Mo 0.05-0.15 % ,Nb0.05-0.10% ^Zr 0.04-0.08% ^Hf0.04-0.08% 中的至少一種元素。
[0007]優(yōu)選地，所述彈簧用鋼按質(zhì)量百分比還含有V 0.05-0.15%,Ti 0.05-0.2%中的至少一種元素。
[0008]高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0009]I)卷制:按配比生產(chǎn)出彈簧用鋼，加工成線材，卷制成螺旋彈簧形狀；
[0010]2)淬火:將彈簧加熱至900-1000°C保溫lh，再將彈簧浸入到等溫淬火油中，等溫淬火油的溫度為80-120°(:，保持時間為8-121^11;
[0011]3)回火:將淬油后的彈簧回火加熱到420-480°C，保溫2h后空氣冷卻；
[0012]4)噴丸:將回火后的彈簧加熱到180_240°C，噴丸硬化。
[0013]優(yōu)選地，所述彈簧等溫淬火后出油的表面溫度為200_240°C。
[0014]本發(fā)明有益效果:本發(fā)明中通過控制C的含量來保證彈簧強度和淬透性，Si能提高彈簧的彈性極限，屈服點和抗拉強度，Mn增加彈簧的淬透性，并和鐵形成固溶體，提高彈簧的強度和硬度以及耐磨性，Cr提高鋼的淬透性、耐磨性和耐腐蝕性，具有較高的回火抵抗能力，在熱處理時不易脫碳，低碳鋼中一定量的Al有助于增加鋼的硬度和強度，Co可以提高和改善鋼的尚溫性能，提尚鋼的抗氧化性和耐蝕性能，Ta能提尚鋼的質(zhì)量及機械性能，提尚合金高溫強度、碳化物的穩(wěn)定性，B是鋼中的“維生素”，能成倍地增加淬火性，增加鋼的硬度和抗張力，改善鋼的焊接性能等。W、Mo、Nb、Zr和Hf都能提高鋼的強度，可根據(jù)所需要的強度選擇添加，V、Ti均是強碳化物形成元素，可提高鋼的硬度、細化晶粒，凈化晶界，降低鋼的時效敏感性、冷脆性和腐蝕性。在淬火和回火后對彈簧進行噴丸處理，消除彈簧表面缺陷和由表面硬化產(chǎn)生的應力，提高彈簧耐久性。本發(fā)明通過合理調(diào)控各合金元素的含量和調(diào)配平衡，使各元素產(chǎn)生協(xié)同作用，經(jīng)處理后的彈簧用鋼耐點蝕性、腐蝕疲勞特性更好，抗拉強度多1890MPa，可制成最大設計剪應力1170MPa的高疲勞強度彈簧，有助于汽車的輕量化，有很大的推廣價值。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016]實施例1:
[0017]一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼，按質(zhì)量百分比含有C 0.42%,Si 1.0%,Mn
0.8%、Cr 0.7%、Α1 0.08%、Co 0.03%、Ta 0.06%、Β 0.02% ^Mo 0.I %、Η??.05 %、Ti
0.1%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0018]高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0019]I)卷制:按配比生產(chǎn)出彈簧用鋼，加工成線材，卷制成螺旋彈簧形狀；
[0020]2)淬火:將彈簧加熱至900-1000°C保溫lh，再將彈簧浸入到等溫淬火油中，等溫淬火油的溫度為80-120°C，保持時間為8-12min，彈簧出油時的表面溫度為200-240°C ;
[0021]3)回火:將淬油后的彈簧回火加熱到420_480°C，保溫2h后空氣冷卻；
[0022]4)噴丸:將回火后的彈簧加熱到180_240°C，噴丸硬化。
[0023]實施例2:
[0024]一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼，按質(zhì)量百分比含有C 0.35%,Si 1.2%,Mn
0.5%、Cr 1.0%、Α1 0.05%、Co 0.04%、Ta 0.05%、Β 0.02%、W 0.05% ^Mo 0.15%
0.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0025]高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0026]I)卷制:按配比生產(chǎn)出彈簧用鋼，加工成線材，卷制成螺旋彈簧形狀；
[0027]2)淬火:將彈簧加熱至900-1000°C保溫lh，再將彈簧浸入到等溫淬火油中，等溫淬火油的溫度為80-120°C，保持時間為8-12min，彈簧出油時的表面溫度為200-240°C ;
[0028]3)回火:將淬油后的彈簧回火加熱到420_480°C，保溫2h后空氣冷卻；
[0029]4)噴丸:將回火后的彈簧加熱到180_240°C，噴丸硬化。
[0030]實施例3:
[0031]一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼，按質(zhì)量百分比含有C 0.46%,Si 0.7%,Mn
0.9%、Cr 0.2%、Α1 0.10%、Co 0.02%、Ta 0.10%、Β 0.01%、Nb 0.07%、Ti 0.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0032]高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0033]I)卷制:按配比生產(chǎn)出彈簧用鋼，加工成線材，卷制成螺旋彈簧形狀；
[0034]2)淬火:將彈簧加熱至900-1000°C保溫lh，再將彈簧浸入到等溫淬火油中，等溫淬火油的溫度為80-120°C，保持時間為8-12min，彈簧出油時的表面溫度為200-240°C ;
[0035]3)回火:將淬油后的彈簧回火加熱到420_480°C，保溫2h后空氣冷卻；
[0036]4)噴丸:將回火后的彈簧加熱到180_240°C，噴丸硬化。
[0037]實施例4:
[0038]一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼，按質(zhì)量百分比含有C 0.4%,Si 1.1%,Mn
0.7%Xr 0.5%、Α1 0.05%、Co 0.04%、Ta 0.05%、Β 0.02% ,Nb 0.10%、Zr 0.05%、V
0.05%,Ti 0.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0039]高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0040]I)卷制:按配比生產(chǎn)出彈簧用鋼，加工成線材，卷制成螺旋彈簧形狀；
[0041]2)淬火:將彈簧加熱至900-1000°C保溫lh，再將彈簧浸入到等溫淬火油中，等溫淬火油的溫度為80-120°C，保持時間為8-12min，彈簧出油時的表面溫度為200-240°C ;
[0042]3)回火:將淬油后的彈簧回火加熱到420_480°C，保溫2h后空氣冷卻；
[0043]4)噴丸:將回火后的彈簧加熱到180_240°C，噴丸硬化。
[0044]綜上，本發(fā)明實施例具有如下有益效果:通過合理調(diào)控各合金元素的含量和調(diào)配平衡，使各元素產(chǎn)生協(xié)同作用，經(jīng)處理后的彈簧用鋼耐點蝕性、腐蝕疲勞特性更好，抗拉強度多1890MPa，可制成最大設計剪應力1170MPa的高疲勞強度彈簧，有助于汽車的輕量化。
[0045]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0046]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼，其特征在于，按質(zhì)量百分比含有C 0.33-0.46%、Si 0.7-1.2%、Μη 0.5-0.9% ^Cr 0.2-1.0% ^Al0.05-0.10% ^Co 0.02-0.04% ^Ta0.05-0.10%,B 0.01?0.02%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.如權利要求1所述的高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼，其特征在于，所述彈簧用鋼按質(zhì)量百分比還含有W 0.05-0.15% ^Mo0.05-0.15% ^Nb 0.05-0.10%、Zr 0.04-0.08%、Hf0.04-0.08 %中的至少一種元素。3.如權利要求2所述的高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼，其特征在于，所述彈簧用鋼按質(zhì)量百分比還含有V 0.05-0.15,Ti 0.05-0.2%中的至少一種元素。4.如權利要求1-3任一所述的高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)卷制:按配比生產(chǎn)出彈簧用鋼，加工成線材，卷制成螺旋彈簧形狀； 2)淬火:將彈簧加熱至900-1000°C保溫lh，再將彈簧浸入到等溫淬火油中，等溫淬火油的溫度為80-120°(:，保持時間為8-121^11; 3)回火:將淬油后的彈簧回火加熱到420-480°C，保溫2h后空氣冷卻； 4)噴丸:將回火后的彈簧加熱到180-2400C，噴丸硬化。5.如權利要求4所述的高疲勞強度的汽車懸架彈簧用鋼的制備方法，其特征在于，所述彈簧等溫淬火后出油的表面溫度為200-240°C。
【文檔編號】C21D1/20GK106011630SQ201610530627
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】余昌國, 余程剛
【申請人】安徽紅橋金屬制造有限公司