專利名稱：一種有關(guān)汽車安全帶限力扭桿的熱處理方法
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，具體地說是一種有關(guān)汽車安全帶限力扭桿的熱處理方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車保有量的增加，汽車用戶對汽車安全的關(guān)注普遍增加。汽車安全主要分為主動安全和被動安全。在被動安全系統(tǒng)中，安全帶系統(tǒng)是最重要的成員保護裝置之一，為了減小安全帶織帶對乘員的傷害，目前汽車上廣泛使用的是預(yù)張緊限力式安全帶。預(yù)張緊限力式安全帶是在普通安全帶的基礎(chǔ)上增加了預(yù)緊器，并在卷束器中心安 裝一根限力扭桿。在發(fā)生碰撞時預(yù)緊器將安全帶織帶收緊，消除織帶與人體之間的間隙。同時在卷束器中心的限力扭桿具有吸能作用，在載荷達到預(yù)定的載荷值時，限力扭桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，在扭轉(zhuǎn)的過程中釋放一定量的織帶，降低了安全帶織帶對乘員肩部和胸部的傷害。因此限力扭桿的作用十分明顯，特別是限力扭桿的扭矩值穩(wěn)定對于實際汽車碰撞過程中，限力扭桿發(fā)揮實際的限力作用效果顯著。而材料的性能是與材料的成分組織結(jié)構(gòu)相互緊密聯(lián)系的，穩(wěn)定的扭矩性能需要保證均勻的組織，亦即限力扭桿材料的組織越均勻，則限力扭桿的扭矩越穩(wěn)定。現(xiàn)有的限力扭桿一般采用軟鋼或鋁合金等材料。對于一般軟鋼而言，為了獲得均勻細化的組織，需要對其進行形變或熱處理，其基本原理是利用加熱控制奧氏體的晶粒大小，來獲得均勻細小的冷卻轉(zhuǎn)變組織。由于冷卻轉(zhuǎn)變時，鐵素體轉(zhuǎn)變優(yōu)先在原奧氏體三個晶粒的交界及相鄰晶粒晶界等處形核。因而在相同的形變及處理工藝條件下，相變前的奧氏體晶粒尺寸及均勻性是影響鐵素體晶粒大小及組織分布均勻性的一個重要因素。Grange等人曾在1965年出了兩種細化奧氏體晶粒的方法第一是在Ac3點附近施加大變形，得到完全再結(jié)晶組織后快冷的所謂“熱機械處理工藝”;第二是在室溫與A3點之間快速加熱冷卻循環(huán)的所謂“快速加熱冷卻循環(huán)工藝”。采用多次循環(huán)熱處理可有效的細化和均勻材料的組織。理論上，無限多次循環(huán)熱處理可以無限細化材料的最終組織，但是由于加熱速度和雜質(zhì)元素等因素的影響是不能完全控制達到所設(shè)定的均勻細小的組織，甚至?xí)霈F(xiàn)組織愈來愈不均勻。所以需要根據(jù)具體的材料、形狀和尺寸來具體確定一個合理的熱處理循環(huán)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有軟鋼材質(zhì)的汽車安全帶限力扭桿的扭矩值不穩(wěn)定的缺點，采用循環(huán)熱處理的方法來使限力扭桿的組織均勻化并細化限力扭桿材料的晶粒組織，從而穩(wěn)定限力扭桿扭矩值。為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種有關(guān)汽車安全帶限力扭桿的熱處理方法，其特征在于該方法采用如下處理步驟(I)將熱處理爐加熱到910-960°c; (2)將限力扭桿放入爐中，并保溫60s ; (3)從爐中取出后，空冷至室溫；(4)再從上述第(I)步驟開始循環(huán)重復(fù)兩次。所述的限力扭桿經(jīng)上述方法熱處理后，晶粒度大小范圍為20Mffl±8Mffl，扭矩值范圍為 42. 5 50. 5N. m。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所得到的限力扭桿材料的表面和心部組織晶粒比較均勻，限力扭桿材料的服役穩(wěn)定性大大提高，能獲得組織晶粒尺寸為20. O μ m±8. O μ m的晶粒度，從而滿足其組織和包括靜態(tài)扭轉(zhuǎn)性能和動態(tài)扭轉(zhuǎn)性能在內(nèi)的扭轉(zhuǎn)性能的特殊要求;在循環(huán)熱處理中采用空冷處理，而非常規(guī)循環(huán)處理中采用的水冷的快速冷卻方式，獲得的細化組織明顯不同；循環(huán)熱處理溫度比常規(guī)循環(huán)熱處理的溫度低，節(jié)約了能源，提高了工作效率。


圖1是本發(fā)明實施例1 圖2是本發(fā)明實施例1圖3是本發(fā)明實施例2圖4是本發(fā)明實施例2
中未經(jīng)循環(huán)處理的限力扭桿扭轉(zhuǎn)T-Φ曲線。中扭轉(zhuǎn)4圈的限力扭桿扭轉(zhuǎn)T-Φ曲線。
中未經(jīng)循環(huán)處理的限力扭桿扭轉(zhuǎn)T-Φ曲線。中扭轉(zhuǎn)4圈的限力扭桿扭轉(zhuǎn)T-Φ曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，這種熱處理爐的制造技術(shù)對本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的人員來說還是清楚的。實施例1直徑為8. 8mm的限力扭桿的熱處理工藝(I)將熱處理爐加熱升溫到924°C，將加工成形后的限力扭桿放入爐中，加熱保溫60s，到達保溫時間后立即將限力扭料取出，空冷至室溫。再循環(huán)重復(fù)上述步驟兩次。本實施例中所得到限力扭桿的晶粒尺寸為13. 9μπι，4圈內(nèi)的扭矩值范圍為42. 5 50. 5Ν · m。比較未經(jīng)循環(huán)熱處理和循環(huán)熱處理的扭轉(zhuǎn)性能圖，如圖1和圖2所示?？梢悦鞔_本發(fā)明的扭矩值偏差更小，更加穩(wěn)定，更加有利于限力扭桿的性能穩(wěn)定使用，并優(yōu)化安全帶的安全性能。實施例2直徑為8. 8mm的限力扭桿的循環(huán)熱處理工藝其處理步驟同實施例1，只是主要實施步驟中的參數(shù)不一樣，該限力扭桿的主要熱處理步驟如下將熱處理爐加熱升溫到940°C，然后將限力扭桿放入爐中，加熱保溫60s。到達保溫時間后立即將限力扭桿取出，空冷至室溫。循環(huán)重復(fù)上述步驟兩次。本實施例中所得到限力扭桿的晶粒尺寸為13.1 μ m，4圈內(nèi)的扭矩值范圍為42 50N · m。比較未經(jīng)循環(huán)熱處理和循環(huán)熱處理的扭轉(zhuǎn)性能圖，如圖3和圖4所示。本實施例的扭矩值偏差也更小，同樣有利于優(yōu)化安全帶的安全性能。由實施例1和實施例2所得的結(jié)果可以得出，熱處理加熱的溫度可在910°C 960°C的范圍內(nèi)變化，限力扭桿材料的組織均勻，晶粒尺寸偏差較小，因而扭矩值更加穩(wěn)定。對于汽車安全帶的限力扭桿而言，其扭轉(zhuǎn)性能主要關(guān)注其扭轉(zhuǎn)4圈內(nèi)的扭矩變化值。實際限力扭桿的扭轉(zhuǎn)4圈的扭矩范圍為42. 5 50. 5N ·πι，波動范圍均在使用要求的范圍內(nèi)，參見圖1、圖2、圖3和圖4所示。該限力扭桿吸收部分安全帶織帶對乘員所施加的壓力，限力范圍為2. 3 2· 76KN,明顯優(yōu)于未經(jīng)循環(huán)熱處理的限力扭桿的限力值。因此，與未經(jīng)循環(huán)熱處理限力扭桿相比，本發(fā)明的限力扭桿的服役穩(wěn)定性大大提高，從而穩(wěn)定安全帶的安全性能。·
權(quán)利要求
1.一種有關(guān)汽車安全帶限力扭桿的熱處理方法，其特征在于該方法采用如下處理步驟(I)將熱處理爐加熱到910-960°c ；(2)將限力扭桿放入爐中，并保溫60s ；(3)從爐中取出后，空冷至室溫；(4)再從上述第(I)步驟開始循環(huán)重復(fù)兩次。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)汽車安全帶限力扭桿的熱處理方法，其特征在于所述的限力扭桿經(jīng)上述方法熱處理后，晶粒度大小范圍為20Mm±8Mm，扭矩值范圍為42. 5 50. 5N. mD
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車零部件的制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種有關(guān)汽車安全帶限力扭桿的熱處理方法，其特征在于該方法采用如下處理步驟(1)將熱處理爐加熱到910-960℃；(2)將限力扭桿放入爐中，并保溫60s；(3)從爐中取出后，空冷至室溫；(4)再從上述第(1)步驟開始循環(huán)重復(fù)兩次。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所得到的限力扭桿材料的表面和心部組織晶粒比較均勻，限力扭桿材料的服役穩(wěn)定性大大提高，能獲得組織晶粒尺寸為20.0μm±8.0μm的晶粒度；在循環(huán)熱處理中采用空冷處理，而非常規(guī)循環(huán)處理中采用的水冷的快速冷卻方式，獲得的細化組織明顯不同；循環(huán)熱處理溫度比常規(guī)循環(huán)熱處理的溫度低，節(jié)約了能源，提高了工作效率。
文檔編號C21D9/00GK102994720SQ20121044555
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者周細應(yīng), 毛秀娟, 印炯 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué), 上海冠馳汽車安全技術(shù)有限公司