鋼接頭熱處理對汽車拉索拉脫力的影響分析

周行

摘要：為了提升汽車的拉索拉脫力，在不同的時間內(nèi)，對250℃環(huán)境下的汽車拉索35鋼接頭進行保溫處理，并借助光學顯微鏡觀察：經(jīng)過熱處理后的鋼接頭和其表面的變化情況，然后進行拉脫力的測驗。結(jié)果顯示：在250℃環(huán)境下，隨著保溫時間的增加，鋼接頭硬度會隨之減小，變形能力得到加強，最小拉脫力不斷增大，在保溫6個小時候能夠達到安全標準。

關鍵詞：熱處理，汽車拉索，拉脫力，影響

1前言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提升，汽車制造業(yè)得到了空前的發(fā)展。在汽車零部件中，汽車操作拉索是其傳力零件，其質(zhì)量的高低對操作部件的工作性能以及汽車的安全行駛有著很大的影響。汽車操作拉索由鋼索、接頭、護管等這幾部分組合而成，和其他的剛性管件相比，零件少、構(gòu)造簡單、成本低廉是其主要優(yōu)勢。拉索鋼絲繩的斷裂以及接頭的不緊實都會造成很大的安全隱患。汽車拉索接頭和鋼絲繩的連接方法有很多種，其中常見的有壓鑄、冷擠壓。其中冷擠壓是在其頂桿處增加推動力，將內(nèi)部放置了鋼絲繩的接頭由冷擠壓模具中部錐空推出來，使其鋼接頭的發(fā)生變形并且和鋼絲繩互相接觸。對這項工藝的探究，對提升接頭和鋼絲繩間發(fā)生相對滑動時需要的最小拉脫力，對防止冷擠壓連接處發(fā)生脫落，實現(xiàn)汽車的安全出行有著積極的推動作用。某廠在生產(chǎn)研發(fā)中發(fā)現(xiàn)：在對拉索冷擠壓拉脫力進行測驗的時候，拉索接頭的最小脫力經(jīng)常達不到標準，在未達到標準的時候經(jīng)常出現(xiàn)鋼接頭和鋼絲繩之間的脫落，并出現(xiàn)一定的移動，這種現(xiàn)象對產(chǎn)品的安全性造成了很大的影響。當前，有關提升最小拉脫力的研究報道：在生產(chǎn)中可以從拉索連接處的結(jié)構(gòu)設置和接頭材料的性能這兩方面進行改進。其中，熱處理是完善材料的一種方式，本文作者對鋼接頭熱處理工藝進行了深入的分析，希望能夠通過此方法提高拉索接頭的最小拉脫力。

2試樣制備和方法

試驗采用的鋼接頭是由廠家提供的，其材料為35鋼。為了在冷擠壓的過程中保持良好的潤滑，方便接頭處推出，用鋅對鋼接頭的表面進行了處理。準備的鋼絲材料是60鋼，內(nèi)部由膠粘。第一步，將已經(jīng)變形的拉索接頭沿橫截面分割，并通過光學顯微鏡觀察確定拉索接頭中鋼接頭和鋼絲繩間的變形情況和連接類別，然后采用熱處理方式改進鋼接頭冷擠壓性能。依據(jù)廠中的實際情況，明確熱處理的溫度為250℃。通過對其觀察發(fā)現(xiàn)，在250℃下鋼組織變化比較慢，并且呈現(xiàn)單一的形式，改變加熱方法等對鋼接頭的性能的影響也不會有很大的變化，因此，選擇保溫時間為探索對象，研究其鋼接頭性能的影響。為了制定合理的熱處理時間，取五組試樣進行實驗（0—4號），分別將其處于250℃下保溫0、2、4、6、8個小時，然后冷卻，其中將0號設置為對照組。將經(jīng)過熱處理后的式樣兩端磨平，在利用布洛氏硬度計測量其硬度，對經(jīng)過熱處理的式樣兩端進行打磨、拋光、腐蝕，采用光學顯微鏡觀察式樣的橫截面的顯微組織，腐蝕液選擇硝酸酒精溶液，然后利用掃描儀觀察腐蝕后式樣表面組織和鍍鋅層這兩者的變化。對式樣進行冷擠壓處理，然后在室內(nèi)溫度下測量保溫不同時間后的鋼接頭和鋼絲繩發(fā)生相對滑動的時候需要的最小拉脫力。

3試驗結(jié)果和討論

3.1接頭處截面的狀貌

鋼接頭和鋼絲發(fā)生觸碰的地方主要在內(nèi)壁螺紋齒處，鋼接頭在鋼絲的擠壓下出現(xiàn)了變形，其內(nèi)壁螺紋齒甚至有部分凹陷到了螺紋齒中去。但是試驗結(jié)果顯示：在螺紋齒糟處沒有出現(xiàn)鋼接頭和鋼絲觸碰的情況，變形不是很明顯。這證明，接頭和鋼絲之間并沒有完全的結(jié)合，經(jīng)過擠壓后的鋼接頭其接觸面積要比接頭的內(nèi)表面積小。由此可以得出：鋼絲繩和鋼接頭的接觸的地方存在縫隙，表明鋼絲繩和鋼接頭的結(jié)合僅僅是機械的咬合，并沒有出現(xiàn)冶金結(jié)合，兩者間的咬合力主要是摩擦力。由此得知：在經(jīng)過冷擠壓后，鋼接頭和鋼絲繩間發(fā)生滑動時需要的最小拉脫力和鋼絲繩與鋼接頭間的摩擦力大小以及鋼接頭的剪切阻力有很大的關系，并且會隨著摩擦力和鋼接頭剪切阻力的增加而逐漸增大。

3.2接頭硬度

從試驗結(jié)果可以看出：在冷擠壓之前，沒有經(jīng)過熱處理的鋼接頭硬度比較大，隨著熱處理保溫時間的增加，鋼接頭的硬度會隨之下降。由此可見，低溫熱處理讓鋼接頭的硬度變低，并且會隨著保溫時間的增加其效果越來越明顯。

3.3保溫時間的長短對最小拉脫力的影響分析

從試驗結(jié)果可以得出：在250℃環(huán)境下經(jīng)過長時間的保溫處理，拉索接頭的最小拉脫力和時間的延長成正比例關系，在經(jīng)過了6個小時的保溫處理后，最小拉脫力已經(jīng)達到了安全標準。一般情況下，硬度越低，材料越容易出現(xiàn)變形。由此可知：鋼接頭的硬度隨著低溫保溫時間的延長而逐漸降低，其塑性變形能力會逐漸增加。所以，在進行冷擠壓的時候，鋼接頭和鋼絲之間非常容易出現(xiàn)變形，兩者間的實際接觸面積也會增大，咬合的也更緊，同時鋼絲能夠可以更深的嵌入到鋼接頭中去，讓剪切阻力增加。并且，隨著保溫時間的延長，鋼接頭鍍鋅層的厚度也會變大，在冷擠壓的時候，鍍鋅層對鋼絲繩和鋼接頭的潤滑作用也逐漸增強，并且鋼絲繩和鋼接頭的接觸面積會隨著冷擠壓變形中隨著鋼絲繩塑性變形阻力的減小而增大。從而讓鋼接頭和鋼絲繩間的咬合更加緊實，這對提升滑動所需要的克服剪切阻力有很大的幫助。

結(jié)束語：

綜上所述：經(jīng)過在250℃環(huán)境下長時間保溫之后，35鋼接頭硬度會隨著保溫時間的增加而降低，但是延性會隨之提升。此外，經(jīng)過250℃長時間的保溫會提升35鋼接頭在冷擠壓中的塑性變形能力，并且經(jīng)過6個小時的保溫處理就能達到安全標準，從而提升汽車拉索最小拉脫力。

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