專利名稱：一種有關汽車安全帶的限力扭桿的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車零部件的制造技術領域，具體地說是一種有關汽車安全帶的限力扭桿。
背景技術：
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時，會產生巨大的慣性力。安全帶的約束作用會對駕乘人員產生很大的擠壓，有可能造成人員體表淤傷、內臟或骨骼受傷，因此還需要采取一些額外的安全保護措施，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。王燦軍等對微型轎車安全帶系統(tǒng)優(yōu)化研究后認為，限力扭桿的使用能夠緩解頭部的旋轉運動，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。因此對制造汽車安全帶限力扭桿的材料必須具有嚴格的要求，對其材料的成分和組織特別是其扭矩需要嚴格控制。由于汽車安全帶使用量巨大，安全帶限力扭桿的生產制造必須滿足成型效率高，成本低廉和質量穩(wěn)定等條件，所以其一般采用冷鍛成型技術。如果限力扭桿材料成分不當，則會造成限力扭桿靜態(tài)扭矩不符合要求，或動態(tài)限力值超出規(guī)定范圍或材料的硬度值偏高或偏低，導致成型模具壽命明顯下降等劣勢，導致限力扭桿零件的成本提高。但目前對于制造汽車安全帶限力扭桿的材料及其相關的成分而言，目前還未發(fā)現(xiàn)相關的報道和專利。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對汽車安全帶的限力扭桿的材料成分及其組織進行控制，采用成分適當的材料才能有效保證限力扭桿的質量以及減少限力扭桿的制造成本。為實現(xiàn)上述目的，設計一種有關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。限力力學性能RmS 265 MPa，表面硬度以維氏硬度Hv5計彡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，偏析為2級。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，材料的冷鍛成型技術效率較優(yōu)，特別是其冷鍛成型技術可以滿足常規(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。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1限力扭桿材料化學成分如下碳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，經過三次動態(tài)測試，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。實施例2
限力扭桿材料化學成分如下碳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，經過三次動態(tài)測試，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)，提高鐵素體的強度；A1還有細化鋼的本質晶粒。另外，需要強調的是，本發(fā)明中為了改善限力扭桿材料的成型性能，適當提高其硬度，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用快速成型冷鍛技術制造的限力扭桿的棒材的截面不應有縮孔、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，偏析為2級。棒材表面應光滑，不應有裂紋、折疊、耳子、結疤，允許有壓痕及局部的凸塊、劃痕、麻面，其深度或高度不應大于O. 10 mm。限力扭桿原始力學性能Rm彡265 MPa,表面硬度以維氏硬度Hv5計< 195 ;以軟化退火狀態(tài)，維氏硬度Hv5處于85-140之間。
權利要求
1.一種有關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.如權利要求1所述的一種有關汽車安全帶的限力扭桿，其特征在于限力力學性能RmS 265 MPa，表面硬度以維氏硬度Hv5計彡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，偏析為2級。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車零部件的制造技術領域，具體地說是一種有關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C22C38/16GK102991449SQ20121044541
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權日2012年11月8日
發(fā)明者印炯, 周細應, 毛秀娟 申請人:上海冠馳汽車安全技術有限公司, 上海工程技術大學