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压缩弹簧的强化处理


压缩弹簧的强化处理

强化
圆簧,由于其螺旋几何形状,因以对其的强化作业要比平表面的板簧强化困难些。另外,还必须严格评估圆簧横切面的强化效果,从而充分了解圆簧抗疲劳断裂的抗力大小。
 
被一个个单独地经一连续输送链系统送入抛丸室,抛丸室内装有一组平行辊道,强化的同时,辊道不停滚动,带动圆簧边旋转边前行。这样旋转的通过方式能让高速丸流通过圆簧各个环圈间,打到里圈的金属表面上,那里恰恰是圆簧应力最集中的部位。
 
对于产能要求高的应用,可选择一种能同时喷两个圆簧的强化设备。最新的研发结果,是在原来抛丸强化设备基础上,结合入多个喷嘴,用于对圆簧特定区域(应力集中取悦)更目标明确、火力集中的喷丸处理。 
板簧强化
可利用一种连续通过式抛丸强化设备对板簧进行一个接一个单独的强化处理,让板簧几何凹面曝露在高速丸流下。典型的机型是包括一个抛头用于抛射板簧顶部,侧边装一个抛头,同时喷板簧左右侧面。
 
这套标准款板簧强化设备的通过速度是10英尺/分钟,如需要更高的产速,则可增加抛头数量,调节电机频率。在工作条件下,板簧会重复受到单向弯曲应力影响,因此有时是被应力强化的。在强化过程中,就模拟板簧在以后使用过程中会受到“应力强化”的情况,让它在承受负荷的方向上施与一个“静态应力”的同时,对其进行喷丸强化。强化完毕后,释放该外加的静态应力。实验证明,应力强化比常规强化能更进一步延长板簧的使用寿命。
 
悬架弹簧强化
归功于高应力轻量化设计,近年来悬架弹簧重量大大降低,新车型悬架弹簧的应力>1000Mpa非常常见。弹簧在如此高应力下服役,已经超过材料可以承受的极限,所以必须辅之以其它的强化手段(如抛/喷丸)。
 
主机厂商对汽车悬架弹簧采用非常严格的试验标准,最长的1项试验周期长达70天(10周),其原应在于在高应力条件下工作的悬架弹簧,一旦表面受到应力腐蚀即产生腐蚀疲劳失效,断裂后的弹簧端口倘若戳破轮胎将有可能造成重大的安全和人身事故。
 
抛/喷丸是悬架弹簧最有效的强化手段,高应力弹簧经过适当的喷丸之后疲劳寿命可以提高5倍以上,悬架弹簧的抛/喷丸目前大都使用钢丝切丸,工艺上多次喷丸(不同丸粒直径)普遍应用。弹簧表面压应力强度和深度是衡量喷丸效果的重要指标。良好的喷丸表面应力至少在-600Mpa以上,距表面50um处可达到-800Mpa,应力喷丸弹簧的表面压应力可达-800Mpa以上,距表面50um处可达到-1200Mpa
 
目前,国内外知名的弹簧厂商,如辽阳克索等都普遍使用一种连续通过式防滚架强化设备,工件通过一个悬挂式输送链进行传送。每个零件必须在三个抛丸位置,根据设定的时间进行三次抛丸强化处理循环。强化完成后,抛头停止,出料门打开,强化后的工件自动吊出,新工件进入,新循环开始。该设备的产能可达500件/小时。
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