汽车悬架弹簧的高强度化及发展.doc

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1、汽车悬架弹簧的高强度化及发展核心提示：1、概述按照2009年汽车市场的产量，保守地预测2010年增幅不会少于8%，产量约1400万辆，国内市场对悬架弹簧的需求将在2700—2850万件。乘用车独立悬挂的弹性元件多用螺旋弹簧，非独立悬挂的弹性元件多用钢板弹簧。1、概述按照2009年汽车市场的产量，保守地预测2010年增幅不会少于8%，产量约1400万辆，国内市场对悬架弹簧的需求将在2700—2850万件。乘用车独立悬挂的弹性元件多用螺旋弹簧，非独立悬挂的弹性元件多用钢板弹簧。由于钢结构简单，使用可靠，钢板弹簧使用很广泛，如一些SUV、皮卡或面包车和大客车、货车则多数使用钢板弹簧。

2、悬架弹簧在汽车行驶过程中，承受高频往复压缩运动，起着缓冲和减振作用，其质量好坏对车辆平稳性、安全性起着至关重要的作用。专业企业承包生产的汽车悬架弹簧表面平整光滑、规格尺寸规范、喷漆工艺水平高。乘用车对悬架弹簧性能要求较高，以达到减小噪声、振动小、弹性好、平稳性好、舒适性好等特性；商用车（重型及超重型载货车）需要高强度悬架弹簧。悬架弹簧的技术发展趋势总体上为轻量化（高应力）、高可靠性，悬架弹簧设计应力普遍要求大于1100MPa，高的可达1200MPa。2、悬架弹簧的设计2、1应力设计  近20年来，悬架弹簧质量降低约25%，主要归功于高应力、轻量化设计。大量的新车上市，新车悬架弹

3、簧的应力都不小于1100MPa。弹簧在如此高应力下服役，已经超过材料可以承受的极限，须辅以其他的强化手段（如喷丸、滚压）。虽然高应力、轻量化是当前的设计趋势，但设计思想上还是有所差异。国外车型对高应力、轻量化设计用得较多，国内自主车型设计高应力相对较低，体现高性价比和务实的设计思想。2、2形状设计20世纪末，将悬架弹簧设计师成有偏心力的“S”形弹簧的实例越来越多，如POLO、PQ35、蒙迪欧、福克斯都采用了这种设计。“S”形悬架弹簧的优点是它的合力矢量方向与减振器运动方向相一致，从而减少了侧向分力对减振器的不良影响。然而“S”弹簧制造工艺复杂，弹簧某一簧圈承受的应力会高于其他簧

4、圈，导致该处容易产生疲劳早期失效。国产车型很少采用“S”形弹簧的设计。2、3变截面设计对于后悬架弹簧设计时为了追求后座及行李箱有更大的空间，把弹簧设计成变截面中凹形状（也称“MINIBLOCK”弹簧）。这类弹簧受力后的承压比且高度很小，从而节省出空间。国外VW公司Audi公司都非常偏爱此类设计，如PassatB5、AudiA6车型都使用此类设计，经济型车如Sail为扩大空间也用这类设计。3、悬架弹簧原材料的现状3、1悬架弹簧原材料目前使用的悬架弹簧原材料弹簧钢，主要系列为Si-Cr系钢、Cr-Mn系钢、Si-Mn系钢和Si-V系钢。Si-Cr系钢在乘用车上应用较多，这类钢的抗回

5、火稳定性好，松弛抗力高，疲劳寿命较理想。55SiCr（SAE9254、SUP12）以及同一大类的材料55SiCrV（SAE9254+V、54SiCrV6）、SRS60、60SiCrA是目前制造悬架弹簧的主流钢种。Si-Mn系、Cr-Mn系钢是用量最大的弹簧钢，60Si2MnA（SUP6、SUP7）、55CrMn（55Cr3）、钢，价格低于Si-Cr钢种，主要用于制造较低应力的悬架弹簧和维修配件，在热轧弹簧中占总量的30%左右。还有对于淬透性要求较高的钢种，有的采用55SiVB钢，如EQ140汽车板簧等，近年来由于其价格和交货硬度偏高，用量在下降；而大截面板簧则采用60CrMnB

6、钢制造，如EQ153汽车变截面板簧就是用该钢制造。Cr-V系钢种50Cr-V（50CrV4、SUP10）基本上将退出。3、2悬架弹簧原材料制造商  悬架弹簧的成本费用购成中，原材料占到50%以上，按照悬架弹簧生产工艺不同，可分为棒料和盘条材料两大类。前者用于热卷生产方式；后者由金属制品厂加工成油淬+回火或ITW状态材料，供应给悬架弹簧制造商。国产热轧棒料供应商有宝钢集团上钢五厂、兴澄钢厂、无锡钢厂、南京钢厂、大连钢厂等。热轧棒料还不能直接制造悬架弹簧，需要对它进行拉拔、磨光或剥皮加工。2006年以后，一直依赖进口的剥皮变截面材料已经开始国产化。 宝钢是弹簧钢盘条主要的供应商，盘

7、条还需要进一步加工成油淬火或ITW钢丝。从事该项加工业务的有上海中炼、郑州金属所中试二厂、宝钢二钢、浙江海纳、天津隶华、南京东吴公司等，钢种以55SiCr（SAE9254）钢为主，也生产60Si2MnA钢。制造高应力悬架弹簧的材料有一部分还需要进口，供应商有日本热炼公司、杉田公司和韩国三和钢棒。国产材料的品质目前还有些缺陷，主要表现在表面麻点和成分偏析，影响使用。宝钢这几年正在结构调整，引进的大方坯精轧项目已投产，弹簧钢盘条质量会有所改观。4、悬架弹簧的高强度化悬架弹簧经冷、热成形后，均需热