專利名稱：一種有關(guān)汽車安全帶的限力扭桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車零部件的制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種有關(guān)汽車安全帶的限力扭桿。
背景技術(shù)：
汽車安全帶限力扭桿是新型汽車安全帶的重要部件。由于汽車在高速行駛或緊急制動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的慣性力。安全帶的約束作用會(huì)對(duì)駕乘人員產(chǎn)生很大的擠壓，有可能造成人員體表淤傷、內(nèi)臟或骨骼受傷，因此還需要采取一些額外的安全保護(hù)措施，其中采用限力扭桿Torsion Bar, Load Limiter或Force limiter等就是其中一種方法。Autoliv、天河和高田等公司關(guān)于安全帶限力扭桿的使用效果研究表明使用安全
帶限力扭桿可以將頭部受傷程度較低一半。王燦軍等對(duì)微型轎車安全帶系統(tǒng)優(yōu)化研究后認(rèn)為，限力扭桿的使用能夠緩解頭部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，降低頭部的傷害和明顯提高乘員胸部安全性能?？傊嚢踩珟蘖εU可以有效防止或減輕了人體二次碰撞的傷害，降低了人體肩部、頭部和胸部的受力。因此對(duì)制造汽車安全帶限力扭桿的材料必須具有嚴(yán)格的要求，對(duì)其材料的成分和組織特別是其扭矩需要嚴(yán)格控制。由于汽車安全帶使用量巨大，安全帶限力扭桿的生產(chǎn)制造必須滿足成型效率高，成本低廉和質(zhì)量穩(wěn)定等條件，所以其一般采用冷鍛成型技術(shù)。如果限力扭桿材料成分不當(dāng)，則會(huì)造成限力扭桿靜態(tài)扭矩不符合要求，或動(dòng)態(tài)限力值超出規(guī)定范圍或材料的硬度值偏高或偏低，導(dǎo)致成型模具壽命明顯下降等劣勢(shì)，導(dǎo)致限力扭桿零件的成本提高。但目前對(duì)于制造汽車安全帶限力扭桿的材料及其相關(guān)的成分而言，目前還未發(fā)現(xiàn)相關(guān)的報(bào)道和專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)汽車安全帶的限力扭桿的材料成分及其組織進(jìn)行控制，采用成分適當(dāng)?shù)牟牧喜拍苡行ПＷC限力扭桿的質(zhì)量以及減少限力扭桿的制造成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種有關(guān)汽車安全帶的限力扭桿，包括冷鍛成型工藝，其特征在于限力扭桿材料組成的化學(xué)成分按重量百分比配制如下C 0. 01 0. 10wt% ；Si 0. 02 0. 04wt% ； Mn :0. 15 0. 25wt% ；A1 :0. 25 0. 50wt% ；P :0. 005 0. 015wt% ；S 0. 005 0. 015wt% ；Cu 0. 15 0. 20wt% ；T1:0. 04 0. 06wt% ；Nb :0. 01-0. 03wt% ;其余為Fe。限力力學(xué)性能RmS 265 MPa，表面硬度以維氏硬度Hv5計(jì)彡195 ;以軟化退火狀態(tài)，維氏硬度Hv5處于85-140之間，疏松組織為2級(jí)，偏析為2級(jí)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，材料的冷鍛成型技術(shù)效率較優(yōu)，特別是其冷鍛成型技術(shù)可以滿足常規(guī)模具的要求，采用本材料后可以省略常規(guī)的冷鍛成型工藝中的退火處理工藝步驟，不需要采用成本更高特殊處理的模具；限力扭桿的扭矩值更加穩(wěn)定，且偏差值滿足±0. 3Nm的要求；同時(shí)限力扭桿的限力值均勻，可以完全符合汽車安全帶限力的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1限力扭桿材料化學(xué)成分如下碳C 0. 01-0. 08wt% ;硅Si 0. 03 wt% ;錳Mn 0. 20wt% ;鋁八1 wt% 0. 35 ;磷卩0. 008 wt% AtS :0. 006 wt% ;銅01 :0. 18 wt% ;鈦11 :0. 05 wt% ；鈮Nb :0. 01 wt%，余為鐵Fe。采用上述材料制備直徑為7.98 mm，要求限力值為3KN的限力扭桿，經(jīng)過(guò)三次動(dòng)態(tài)測(cè)試，限力扭桿的限力值分別為2. 96,2. 88和2. 92 KN,均符合限力扭桿的限力要求。實(shí)施例2
限力扭桿材料化學(xué)成分如下碳C 0. 01-0. 09 wt% ;硅Si 0. 08 wt% ;錳Mn 0. 25wt% ;鋁 Al 0. 40 wt% ;磷0· 007 wt% ;硫 S 0. 005 wt% ;銅 Cu 0. 20 wt% ;鈦 Ti 0. 04 wt% ；鈮Nb :0. 01 wt%，余為鐵Fe，所述的鐵含量在98. 81wt% 99. 36wt%。采用上述材料制造直徑為7. 99mm，要求限力值為3KN的限力扭桿，經(jīng)過(guò)三次動(dòng)態(tài)測(cè)試，限力扭桿的限力值分別為2. 93,2. 85和2. 99 KN，均符合限力扭桿的限力要求。本發(fā)明中限力扭桿的材料屬于軟鋼材料，鋼中的合金元素中Si和Al均是有益元素，均可以縮小奧氏體相區(qū)，提高鐵素體的強(qiáng)度；A1還有細(xì)化鋼的本質(zhì)晶粒。另外，需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明中為了改善限力扭桿材料的成型性能，適當(dāng)提高其硬度，減少球化退火工藝以及提高模具壽命和限力扭桿成型效率，因而添加O. 04 O. 06%的鈦 Ti 和 O. 01-0. 03% 的鈮 Nb。采用本發(fā)明中的限力扭桿材料運(yùn)用快速成型冷鍛技術(shù)制造的限力扭桿的棒材的截面不應(yīng)有縮孔、分層及夾層，橫向酸浸低倍組織不得有殘余縮孔、夾層和夾雜。疏松組織為2級(jí)，偏析為2級(jí)。棒材表面應(yīng)光滑，不應(yīng)有裂紋、折疊、耳子、結(jié)疤，允許有壓痕及局部的凸塊、劃痕、麻面，其深度或高度不應(yīng)大于O. 10 mm。限力扭桿原始力學(xué)性能Rm彡265 MPa,表面硬度以維氏硬度Hv5計(jì)< 195 ;以軟化退火狀態(tài)，維氏硬度Hv5處于85-140之間。
權(quán)利要求
1.一種有關(guān)汽車安全帶的限力扭桿，包括冷鍛成型工藝，其特征在于限力扭桿材料組成的化學(xué)成分按重量百分比配制如下c 0. 01 O. 10wt% ；Si 0. 02 O. 04wt% ； Mn O.15 O. 25wt% ；A1 0. 25 O. 50wt% ；P :0. 005 0. 015wt% ；S :0. 005 0. 015wt% ；Cu 0.15 0. 20wt% ；Ti 0. 04 0. 06wt% ；Nb :0. 01-0. 03wt% ;其余為 Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)汽車安全帶的限力扭桿，其特征在于限力力學(xué)性能RmS 265 MPa，表面硬度以維氏硬度Hv5計(jì)彡195 ;以軟化退火狀態(tài)，維氏硬度Hv5處于85-140之間，疏松組織為2級(jí)，偏析為2級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車零部件的制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種有關(guān)汽車安全帶的限力扭桿，其特征在于限力扭桿材料組成的化學(xué)成分按重量百分比配制如下C0.01～0.10wt%；Si0.02～0.04wt%； Mn0.15～0.25wt%；Al0.25～0.50wt%；P0.005～0.015wt%；S0.005～0.015wt%；Cu0.15～0.20wt%；Ti0.04～0.06wt%；Nb0.01-0.03wt%；其余為Fe。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本材料后可省略常規(guī)的冷鍛成型工藝中的退火處理工藝步驟，不需要采用成本更高特殊處理的模具；限力扭桿的扭矩值更加穩(wěn)定；限力扭桿的限力值均勻。
文檔編號(hào)C22C38/16GK102991449SQ20121044541
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者印炯, 周細(xì)應(yīng), 毛秀娟 申請(qǐng)人:上海冠馳汽車安全技術(shù)有限公司, 上海工程技術(shù)大學(xué)