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两种丸粒对残余应力变化的影响 刘富强 郭云生　惠恩栋 （富奥辽宁汽车弹簧有限公司） 摘要： 本文将材质为60Si2Mn弹簧钢经加工制成单片簧，按相同的工艺参数进行热处理，喷丸时分成两组。用残余应力测定仪测量其残余应力的变化情况。分析了喷丸过程中不同丸粒对残余应力的影响，为制定喷丸工艺提供了理论依据。结果表明：在相同的热处理条件下，不同丸粒对于弹簧的残余应力有一定的影响，细小均匀的研磨丸会对疲劳寿命有较为明显的提高。 关键词：丸粒；残余应力 1．前 言： 随着国家节能减排政策的不断完善， 汽车减重已成为必然。汽车钢板弹簧轻量化已是发展趋势。弹簧的轻量化的手段之一是弹簧设计应力的提高。同时要求疲劳强度提高，喷丸工艺对疲劳强度将产生重要影响，因此必须对喷丸工艺进行细致的研究。喷丸强度是研究的重点。（喷丸工序作为板簧加工的重要环节对其有着重要的影响）。喷丸强度通常采用弧高值法，即根据试片弧高值来测定的。这个方法的不足之处是不能精确测量深层的残余应力值。而对材料的疲劳寿命起决定性作用的恰恰是此表面层内的残余应力值。我们采用X射线应力分析仪，就丸粒对残余应力的影响进行了研究，初步探讨了不同丸粒对残余应力的影响。 2.试验材料及方法： ⑵丸粒的基础条件： 表2 2.2热处理工艺及喷丸工艺 实验设备 步进式高温加热炉；拘束式曲型淬火机；热风回火炉； HB-3000布式硬度计；喷丸机；X-350A型　X射线应力测定仪。 实验工艺 2.2.1采用2902010-56B付簧第五片：L＝1018，共计30片，在Y15-2快速光亮淬火油中进行淬火处理。选择500—520℃进行回火，对每个试样进行布氏硬度测量。 2.2.2对试样分成两组分别采用切丸与研磨丸进行普通喷丸，喷丸强度大于0.18C，进行残余应力测定。输送带速度4m/min，钢丸速度＞80 m/s，电流＞30A。 2.2.3自由状态下喷丸，测喷丸强度、覆盖度及表面残余应力。 3.试验结果及分析 3.1簧片硬度 * Fawer Automotive Parts Company Ltd. 富奥 汽车零部件有限公司 2.1试验材料 ⑴ 试样取自方大特钢生产的热轧弹簧钢， 规格：9×90mm，炉号 表面脱碳层为:0.18mm。 表1　实验材料的化学成分（质量分数%） 0.015 0.022 0.83 1.66 0.59 实测值 ≤0.035 ≤0.035 0.70-1.00 1.50-2.00 0.56-0.64 标准值 S P Mn Si C 元素 化学成分（%） GB/T1222-2007 执行标准 60Si2Mn 材质 50.2 49-52 硬度（HRC） 1.0 1.2 直径Ф（mm） 倒圆圆柱 圆柱 形　　状 钢 钢 材　　质 研磨丸 冷拔钢丝切丸 钢丸类别 表 3 421 427 427 430 427 417 417 436 436 417 平均值 424 407 439 436 417 436 第2组 430 446 430 439 449 439 407 439 439 427 平均值 436 427 446 442 433 430 第1组 回 火 硬 度 （HB） 组别 3.2喷丸强度：0.19C 3.3覆盖度及表面残余应力 3.3.1喷丸覆盖度图片 图 1 钢丝切丸喷丸覆盖度照片　 研磨丸喷丸覆盖度照片 3.3.2喷丸表面残余应力 试验条件：测量位置距中心孔100，四点测量：0°、15°、30°、45°， 步距：0.1，时间：1min，高压：21KV，电流：5.0mA。 图2　X射线衍射图 表4　不同丸粒喷丸后的残余应力值 -435.4 -347 -438 -394.1 -360.9 -407.9 -442 -381.1 -399 -326 平均值 -390.9 -339.3 -354.8 -433.8 -404.5 -399 第2组 -262 -339 -324 -362 -263 -223 -315 -251 -287 -303 平均值 -284.3 -252 -249 -296 -2