[發(fā)明專利]一種浮動(dòng)滾輪去除鑄鐵橋殼圓角處表面應(yīng)力的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210972433.8
• 申請(qǐng)日: 2022-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN115478156A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建生;魏國(guó)光;宋磊;鄭生虎;張敏;楊亞偉;林子楊;張浩天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): C21D11/00
• 分類號(hào): C21D11/00;C21D7/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

本發(fā)明提出了一種浮動(dòng)滾輪去除鑄鐵橋殼圓角處表面應(yīng)力的方法，屬于車身零部件試制領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能有效緩解應(yīng)力集中的問(wèn)題。它包括以下步驟：步驟1：使用殘余應(yīng)力計(jì)算測(cè)量橋殼圓角處的殘余應(yīng)力值；步驟2：計(jì)算并確定橋殼圓角的初始滾壓力值范圍；步驟3：根據(jù)橋殼殘余應(yīng)力值和圓角確定滾壓圓角和滾壓圈數(shù)范圍；步驟4：對(duì)橋殼圓角進(jìn)行滾壓強(qiáng)化試驗(yàn)；步驟5：對(duì)強(qiáng)化完的橋殼進(jìn)行疲勞試驗(yàn)；步驟6：根據(jù)疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，選擇強(qiáng)化程度滿足性能要求的初始滾壓力值和滾壓圈數(shù)。它主要用于鑄鐵橋殼的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車身零部件試制領(lǐng)域，特別是涉及一種浮動(dòng)滾輪去除鑄鐵橋殼圓角處表面應(yīng)力的方法。

背景技術(shù)

鑄造應(yīng)力是當(dāng)一個(gè)鑄件冷卻到其彈性狀態(tài)之后，在收縮過(guò)程中會(huì)受到阻礙，進(jìn)而產(chǎn)生的一種彈性應(yīng)力。鑄造應(yīng)力如果存在于零件中，會(huì)導(dǎo)致零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，承載能力下降，使用壽命縮短等。但通常我們講的鑄造應(yīng)力一般指的是殘余應(yīng)力。當(dāng)鑄件有殘余應(yīng)力存在的時(shí)候，鑄件經(jīng)過(guò)機(jī)械加工之后就有可能產(chǎn)生一個(gè)新的變形，導(dǎo)致零件的精準(zhǔn)度降低、尺寸變差；如果鑄件的工作應(yīng)力和殘存應(yīng)力進(jìn)行疊加就會(huì)損壞到鑄件；倘若殘存應(yīng)力一直存在與鑄件之內(nèi)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累之后就會(huì)使得鑄件發(fā)生形變；如果鑄件長(zhǎng)時(shí)期處的環(huán)境都是潮濕有腐蝕性的空氣中，那么時(shí)間長(zhǎng)了以后就可能會(huì)讓鑄件被腐蝕掉。所以，在澆注完畢的冷卻過(guò)程中對(duì)與鑄件中殘存的應(yīng)力的消除的研究是十分有必要的，這對(duì)于提升鑄件的工藝品質(zhì)是極其重要的。鑄鐵橋殼的失效部位經(jīng)常出現(xiàn)在橋殼階梯臺(tái)階過(guò)渡部分的圓角處，大大提高了鑄鐵橋殼的使用成本。

現(xiàn)有去除鑄鐵表面應(yīng)力處理的方法有時(shí)效處理，滾壓處理，激光沖擊處理等。時(shí)效處理分人工時(shí)效處理、自然時(shí)效和震動(dòng)時(shí)效處理，人工時(shí)效：鑄造過(guò)程中通常采取的方法是加熱到彈塑性狀態(tài)，冷卻一段時(shí)間使得應(yīng)力消除。為了使得鑄件在升溫和降溫過(guò)程中溫度均勻分布，在溫度控制過(guò)程中應(yīng)該勻速進(jìn)行。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于鑄件的冷卻或者加熱速度以及保留時(shí)間都應(yīng)該視具體情況設(shè)置。自然時(shí)效指的是將鑄造完畢后的鑄件在露天環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間放置，隨著時(shí)間的推移鑄造應(yīng)力自然會(huì)消失掉。殘留的鑄造應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致該鑄件的晶格發(fā)生變形，并且內(nèi)部極不穩(wěn)定。這種處理方法雖然最簡(jiǎn)單，而且不需要任何費(fèi)用。但是在惜時(shí)如金的現(xiàn)代社會(huì)，很少會(huì)采用這種原始的方法。振動(dòng)時(shí)效技術(shù)可以針對(duì)鑄造應(yīng)力進(jìn)行消除和均化，能降低峰值應(yīng)力70％以上，均化應(yīng)力效果明顯，同時(shí)還增加工件的抗沖擊韌性，在鑄造應(yīng)力消除領(lǐng)域有越來(lái)越多的應(yīng)用，適用于比較平坦的鑄造模具；滾壓處理：目前常用于球磨鑄鐵曲軸圓角強(qiáng)化處理，通過(guò)設(shè)定恒定的滾壓力值和控制滾壓深度值，來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化表面消除應(yīng)力的目的；激光沖擊處理：該方法主要是利用激光沖擊波強(qiáng)化圓角弱區(qū)的方式。但是上述方法均不能有效緩解橋殼圓角處應(yīng)力集中問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種浮動(dòng)滾輪去除鑄鐵橋殼圓角處表面應(yīng)力的方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能有效緩解橋殼圓角處應(yīng)力集中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種浮動(dòng)滾輪去除鑄鐵橋殼圓角處表面應(yīng)力的方法，它包括以下步驟：

步驟1：使用殘余應(yīng)力計(jì)測(cè)量橋殼圓角處的殘余應(yīng)力值；

步驟2：計(jì)算并確定橋殼圓角的初始滾壓力值范圍；

步驟3：確定滾壓圈數(shù)范圍；

步驟4：對(duì)橋殼圓角進(jìn)行滾壓強(qiáng)化試驗(yàn)；

步驟5：對(duì)強(qiáng)化完的橋殼進(jìn)行疲勞試驗(yàn)；

步驟6：根據(jù)疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，選擇強(qiáng)化程度滿足性能要求的初始滾壓力值和滾壓圈數(shù)；

步驟7：對(duì)橋殼圓角處表面應(yīng)力進(jìn)行去除。

更進(jìn)一步的，所述橋殼為鑄鐵橋殼。

更進(jìn)一步的，步驟4中采用兩個(gè)壓角滾輪對(duì)橋殼圓角進(jìn)行滾壓強(qiáng)化試驗(yàn)。