专利名称：一种有关汽车安全带限力扭杆的热处理方法
技术领域：
本发明涉及汽车零部件的制造技术领域，具体地说是一种有关汽车安全带限力扭杆的热处理方法。
背景技术：
随着汽车保有量的增加，汽车用户对汽车安全的关注普遍增加。汽车安全主要分为主动安全和被动安全。在被动安全系统中，安全带系统是最重要的成员保护装置之一，为了减小安全带织带对乘员的伤害，目前汽车上广泛使用的是预张紧限力式安全带。预张紧限力式安全带是在普通安全带的基础上增加了预紧器，并在卷束器中心安 装一根限力扭杆。在发生碰撞时预紧器将安全带织带收紧，消除织带与人体之间的间隙。同时在卷束器中心的限力扭杆具有吸能作用，在载荷达到预定的载荷值时，限力扭杆发生扭转变形，在扭转的过程中释放一定量的织带，降低了安全带织带对乘员肩部和胸部的伤害。因此限力扭杆的作用十分明显，特别是限力扭杆的扭矩值稳定对于实际汽车碰撞过程中，限力扭杆发挥实际的限力作用效果显著。而材料的性能是与材料的成分组织结构相互紧密联系的，稳定的扭矩性能需要保证均匀的组织，亦即限力扭杆材料的组织越均匀，则限力扭杆的扭矩越稳定。现有的限力扭杆一般采用软钢或铝合金等材料。对于一般软钢而言，为了获得均匀细化的组织，需要对其进行形变或热处理，其基本原理是利用加热控制奥氏体的晶粒大小，来获得均匀细小的冷却转变组织。由于冷却转变时，铁素体转变优先在原奥氏体三个晶粒的交界及相邻晶粒晶界等处形核。因而在相同的形变及处理工艺条件下，相变前的奥氏体晶粒尺寸及均匀性是影响铁素体晶粒大小及组织分布均匀性的一个重要因素。Grange等人曾在1965年出了两种细化奥氏体晶粒的方法第一是在Ac3点附近施加大变形，得到完全再结晶组织后快冷的所谓“热机械处理工艺”;第二是在室温与A3点之间快速加热冷却循环的所谓“快速加热冷却循环工艺”。采用多次循环热处理可有效的细化和均匀材料的组织。理论上，无限多次循环热处理可以无限细化材料的最终组织，但是由于加热速度和杂质元素等因素的影响是不能完全控制达到所设定的均匀细小的组织，甚至会出现组织愈来愈不均匀。所以需要根据具体的材料、形状和尺寸来具体确定一个合理的热处理循环工艺。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有软钢材质的汽车安全带限力扭杆的扭矩值不稳定的缺点，采用循环热处理的方法来使限力扭杆的组织均匀化并细化限力扭杆材料的晶粒组织，从而稳定限力扭杆扭矩值。为实现上述目的，设计一种有关汽车安全带限力扭杆的热处理方法，其特征在于该方法采用如下处理步骤(I)将热处理炉加热到910-960°c; (2)将限力扭杆放入炉中，并保温60s ; (3)从炉中取出后，空冷至室温；(4)再从上述第(I)步骤开始循环重复两次。所述的限力扭杆经上述方法热处理后，晶粒度大小范围为20Mffl±8Mffl，扭矩值范围为 42. 5 50. 5N. m。本发明与现有技术相比，所得到的限力扭杆材料的表面和心部组织晶粒比较均匀，限力扭杆材料的服役稳定性大大提高，能获得组织晶粒尺寸为20. O μ m±8. O μ m的晶粒度，从而满足其组织和包括静态扭转性能和动态扭转性能在内的扭转性能的特殊要求;在循环热处理中采用空冷处理，而非常规循环处理中采用的水冷的快速冷却方式，获得的细化组织明显不同；循环热处理温度比常规循环热处理的温度低，节约了能源，提高了工作效率。
图1是本发明实施例1 图2是本发明实施例1图3是本发明实施例2图4是本发明实施例2
中未经循环处理的限力扭杆扭转T-Φ曲线。中扭转4圈的限力扭杆扭转T-Φ曲线。
中未经循环处理的限力扭杆扭转T-Φ曲线。中扭转4圈的限力扭杆扭转T-Φ曲线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明，这种热处理炉的制造技术对本专业技术领域的人员来说还是清楚的。实施例1直径为8. 8mm的限力扭杆的热处理工艺(I)将热处理炉加热升温到924°C，将加工成形后的限力扭杆放入炉中，加热保温60s，到达保温时间后立即将限力扭料取出，空冷至室温。再循环重复上述步骤两次。本实施例中所得到限力扭杆的晶粒尺寸为13. 9μπι，4圈内的扭矩值范围为42. 5 50. 5Ν · m。比较未经循环热处理和循环热处理的扭转性能图，如图1和图2所示。可以明确本发明的扭矩值偏差更小，更加稳定，更加有利于限力扭杆的性能稳定使用，并优化安全带的安全性能。实施例2直径为8. 8mm的限力扭杆的循环热处理工艺其处理步骤同实施例1，只是主要实施步骤中的参数不一样，该限力扭杆的主要热处理步骤如下将热处理炉加热升温到940°C，然后将限力扭杆放入炉中，加热保温60s。到达保温时间后立即将限力扭杆取出，空冷至室温。循环重复上述步骤两次。本实施例中所得到限力扭杆的晶粒尺寸为13.1 μ m，4圈内的扭矩值范围为42 50N · m。比较未经循环热处理和循环热处理的扭转性能图，如图3和图4所示。本实施例的扭矩值偏差也更小，同样有利于优化安全带的安全性能。由实施例1和实施例2所得的结果可以得出，热处理加热的温度可在910°C 960°C的范围内变化，限力扭杆材料的组织均匀，晶粒尺寸偏差较小，因而扭矩值更加稳定。对于汽车安全带的限力扭杆而言，其扭转性能主要关注其扭转4圈内的扭矩变化值。实际限力扭杆的扭转4圈的扭矩范围为42. 5 50. 5N ·πι，波动范围均在使用要求的范围内，参见图1、图2、图3和图4所示。该限力扭杆吸收部分安全带织带对乘员所施加的压力，限力范围为2. 3 2· 76KN,明显优于未经循环热处理的限力扭杆的限力值。因此，与未经循环热处理限力扭杆相比，本发明的限力扭杆的服役稳定性大大提高，从而稳定安全带的安全性能。·
权利要求
1.一种有关汽车安全带限力扭杆的热处理方法，其特征在于该方法采用如下处理步骤(I)将热处理炉加热到910-960°c ；(2)将限力扭杆放入炉中，并保温60s ；(3)从炉中取出后，空冷至室温；(4)再从上述第(I)步骤开始循环重复两次。
2.如权利要求1所述的一种有关汽车安全带限力扭杆的热处理方法，其特征在于所述的限力扭杆经上述方法热处理后，晶粒度大小范围为20Mm±8Mm，扭矩值范围为42. 5 50. 5N. mD
全文摘要
本发明涉及汽车零部件的制造技术领域，具体地说是一种有关汽车安全带限力扭杆的热处理方法，其特征在于该方法采用如下处理步骤(1)将热处理炉加热到910-960℃；(2)将限力扭杆放入炉中，并保温60s；(3)从炉中取出后，空冷至室温；(4)再从上述第(1)步骤开始循环重复两次。本发明与现有技术相比，所得到的限力扭杆材料的表面和心部组织晶粒比较均匀，限力扭杆材料的服役稳定性大大提高，能获得组织晶粒尺寸为20.0μm±8.0μm的晶粒度；在循环热处理中采用空冷处理，而非常规循环处理中采用的水冷的快速冷却方式，获得的细化组织明显不同；循环热处理温度比常规循环热处理的温度低，节约了能源，提高了工作效率。
文档编号C21D9/00GK102994720SQ20121044555
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者周细应, 毛秀娟, 印炯 申请人:上海工程技术大学, 上海冠驰汽车安全技术有限公司