[发明专利]用于汽车底盘纵梁前部的轻型减振缓冲块及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于汽车底盘纵梁前部的轻型减振缓冲块及其制备方法，该缓冲块由金属橡胶弹簧制成的腰鼓状轻型减振缓冲块，其上端面为凹状弧形，下端面为平面圆形，侧立面为凸出弧形，中间为上下通孔结构。随着上部载荷的增加,该缓冲块微结构逐步被压缩直至被压成实体，其刚度呈现“前软后硬”，符合车辆碰撞设计要求。同时金属橡胶具有良好阻尼特性，能够耗散大量能量。其制备方法，包括一次拉拔工序、二次拉拔工序、螺旋卷缠绕、毛坯制造、冲压成型、预加载强化和后期处理，采用上述工艺制造的金属橡胶减振缓冲块，可以大幅度降低金属微丝拉拔表面裂纹、拉拔起刺、金属丝内部杯锥状裂纹等缺陷，提高金属微丝拉拔表面质量和疲劳寿命。

技术领域

本发明所述的一种用于汽车底盘纵梁前部轻型减振缓冲块及其制备方法，属于汽车配件技术领域。

背景技术

汽车碰撞性能是汽车最重要的安全性能之一，汽车底盘纵梁前部装置是吸收碰撞能量的重要组成部分。一般汽车底盘纵梁前部装置由金属板金件冲压焊接而成，由金属钣金结构构成的碰撞吸能装置难以实现碰撞过程中“前软后硬”的刚度设计准则，同时金属钣金结构没有阻尼特性，不能快速耗散碰撞能量。此外，金属钣金结构件还存在重量偏重的缺陷。而金属橡胶是橡胶的模拟制品，用金属螺旋细丝压制而成，其内部呈网状，类似天然橡胶的大分子结构，在交变的应力应变作用下能耗散大量的振动能量，是一种具有高弹性和良好阻尼特性的疏松结构材料，其密度仅为金属的0.3左右。

金属橡胶材料的一般选用奥氏体不锈钢（金属丝牌号：1Cr 18Ni9Ti或0Cr18Ni9Ti）。传统制造工艺依序包括有金属丝拉拔、螺旋卷缠绕、毛坯制造、冲压成型、后期处理，其中拔丝工艺易产生表面裂纹以及金属的不均匀流动和应力的不均匀分布等问题，从而影响金属丝的性能。同时，金属橡胶制件在使用过程中易产生应力松弛现象。因此，需对传统的金属橡胶制备工艺研究优化，以解决金属细丝制备过程中的缺陷，以及进一步提高金属橡胶制件的疲劳寿命。

发明内容

本发明的目的是：为了解决上述现有技术的缺陷而提供一种轻型减振缓冲块及其制备方法。本发明的目的通过以下技术解决方案来实现：

一种用于汽车底盘纵梁前部的轻型减振缓冲块，由金属橡胶弹簧制成的腰鼓状轻型减振缓冲块，其上端面为凹状弧形，下端面为平面圆形，侧立面为凸出弧形，中间为上下通孔结构，其中，所述缓冲块的高为H，所述缓冲块下端面的平面圆形的直径为D，所述缓冲块中间的通孔结构的直径d为（1/3～1/5）D，所述缓冲块上端面的凹状弧形的半径R₁为1.1～1.3H，所述缓冲块侧立面的凸出弧形的半径R₂为1.2～1.4D。

一种用于汽车底盘纵梁前部的轻型减振缓冲块制备方法，包括如下步骤：

（1）一次拉拔工序，通过金属橡胶材料选用直径0.1～0.5mm不锈钢奥氏体1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni9Ti微丝，完成70%～90%的减面率的拉拔，然后进行退火热处理以消除加工硬化并恢复金属丝的塑性，退火温度400～500^oC ,退火时间30～40分钟；

（2）二次拉拔工序，完成最终10%～30%的减面率的拉拔，再次进行退火处理，消除加工硬化并恢复金属丝的塑性，退火温度300～400^oC ,退火时间20～30分钟，消除加工硬化并恢复金属丝的塑性；

（3）螺旋卷缠绕，金属丝在滚轮与锥形型芯之间经碾压而成的，螺旋卷的直径为金属丝的20～25倍，滚轮转速控制在4000r/min左右；

（4）毛坯制造，将缠绕好的螺旋卷拉伸，使其螺距为螺旋卷直径的1/2，然后将拉伸后的螺旋卷沿着专用模具有序排列铺放，得到金属橡胶坯料；

（5）冲压成型，将制得的金属橡胶毛坯放入冲压模具中，经冲压达到所要求的几何外形及性能，冲压亦可多次循环加压；