[发明专利]一种高应力、高寿命的变截面单片钢板弹簧及其制造方法

权利要求书

1.一种高应力、高寿命的变截面单片钢板弹簧，包括单片钢板弹簧本体，其特征在于：所述单片钢板弹簧本体为抗拉强度≥1870MPa，屈服强度≥1680Mpa的高强度弹簧扁钢，成形后变截面单片钢板弹簧的截面为沿其长度方向变化的抛物线形状，并以中心螺栓孔为中心，前、后和左、右对称。

2.一种高应力、高寿命的变截面单片钢板弹簧制造方法，包括断料、中心孔加工、加热、变截面成形、卷耳、成形热处理、喷丸、电泳喷漆及入库工序，其特征在于：

S1、在所述断料工序中：选取抗拉强度≥1870MPa，屈服强度≥1680Mpa的高强度弹簧扁钢，并根据所需长度进行断料；

S2、在所述中心孔加工工序中：在单片钢板弹簧的中间位置钻中心孔；

S3、在所述加热工序中：将单片钢板弹簧以中心孔为对称的一端用中频电源加热到950℃～1050℃；

S4、在所述变截面成形工序中：将加热后的部分，在辊轧机组上进行变截面轧制，保证单片钢板弹簧中间厚，往端部逐渐变薄，实现变截面成形；

S5、在所述卷耳工序中：当单片钢板弹簧的端部加热到950℃～1050℃，对单片钢板弹簧加热后的端部依次进行压紧、压弯、切头、卷耳成形；

S6、在所述成形热处理工序中：将卷耳后的单片钢板弹簧加热到860℃～910℃，放入成形夹具内，弯曲成为弓形钢板弹簧，在40℃～80℃的油中淬火40-70秒，然后经过380℃～450℃回火到HRC50±1；

S7、在所述喷丸工序中：回火后的单片钢板弹簧两次喷丸：自由喷丸、高应力喷丸，且应力喷丸加载点外移至卷耳端，保证单片钢板弹簧变截面的拉伸一侧喷丸覆盖率达到100％，单片钢板弹簧的表面残余压应力≥1000MPa；

S8、在所述电泳喷漆工序中：将喷丸后的单片钢板弹簧进行阴板电泳喷漆；

S9、在所述入库工序中：直接放入仓库存储。

3.根据权利要求2所述的一种高应力、高寿命的变截面单片钢板弹簧制造方法，其特征为：在所述喷丸工序S7中，所述自由喷丸：将成形后的单片钢板弹簧在自由状态下或无压缩状态下，采用直径为0.8mm～1mm的钢丸以50m/s～90m/s的速度对拉伸一侧进行喷丸约3-6分钟，通过自由喷丸去除单片钢板弹簧回火后的表面氧化皮，去除氧化皮后进行高应力喷丸，自由喷丸时的喷丸强度为1500MPa～1700MPa，单片钢板弹簧自由喷丸在常温下进行。

4.根据权利要求2所述的一种高应力、高寿命的变截面单片钢板弹簧制造方法，其特征为：在所述喷丸工序S7中，所述高应力喷丸：将单片钢板弹簧利用工装对钢板弹簧卷耳端施加力，在1600MPa～1650MPa的弯曲应力下进行压缩，在压缩状态下采用0.8mm～1mm的钢丸以90m/s的速度对拉伸一侧进行喷丸约10～15分钟，高应力喷丸时的喷丸强度为1500MPa～1700MPa，单片钢板弹簧温度控制在200℃～300℃，高应力喷丸保证单片钢板弹簧的变截面拉伸一侧喷丸覆盖率达到100％，单片钢板弹簧表面的残余压应力达1000MPa以上，喷丸产生的残余应力分布均匀。

5.根据权利要求2所述的一种高应力、高寿命的变截面单片钢板弹簧制造方法，其特征为：在所述喷丸工序S7中，所述自由喷丸：将成形后的单片钢板弹簧在自由状态下或无压缩状态下，采用直径为0.8mm的钢丸以50m/s的速度对拉伸一侧进行喷丸3分钟，通过自由喷丸去除单片钢板弹簧回火后的表面氧化皮，去除氧化皮后进行高应力喷丸，自由喷丸时的喷丸强度为1500MPa，单片钢板弹簧自由喷丸在常温下进行；所述高应力喷丸：将单片钢板弹簧利用工装对钢板弹簧卷耳端施加力，在1600MPa的弯曲应力下进行压缩，在压缩状态下采用0.8mm的钢丸以90m/s的速度对拉伸一侧进行喷丸约10分钟，高应力喷丸时的喷丸强度为1500MPa，单片钢板弹簧温度控制在200℃，高应力喷丸保证单片钢板弹簧的变截面拉伸一侧喷丸覆盖率达到100％，单片钢板弹簧表面的残余压应力达1000MPa以上，喷丸产生的残余应力分布均匀。