抗疲劳制造技术——悬架弹簧强化，寿命倍增以上

一、背景情况

在国际制造业激烈竞赛之下，西方先行历久，抗疲劳制造水平超越我们太多，其航发、燃机的大修频次远低于国内，日系内燃机如丰田或LEXUS发动机30万公里内基本不大修；博世工具的耐久性举世公认，多是基于抗疲劳制造技术进步的贡献度。其关键器件，大多采用了适配的表面强化措施改性赋能，显著提升了抗疲劳、耐磨损性能。

相比之下，国内关键金属器件的抗疲劳、耐磨损性能，落差较大。世纪之交，中国摩托车曾经大比例占领过东南亚市场，后来因质量下滑而丢失殆尽，教训深刻！★欧洲重载卡车板簧技术标准：800±400MPa试验载荷下不低于30万周次。国内整车厂也在跟进、提高板簧疲劳寿命——15或20万周次以上，是挑战，也是市场给予的提质机遇。

启发国人：要重视抗疲劳、耐久性制造技术的研究、投入和应用，补短板、强长版，强基提质，产品升级，走好优质优价和品牌战略的中国制造振兴之路。

二、HER（High Energy reinforcement）技术 原位强化精密零部件案例简介

2.1、抗疲劳构件的载荷特征及其失效方式

 这类构件的失效形式，疲劳破损占比约60~80%。汽车、机车、工程机械、航空器等，大量使用悬架弹簧（板簧、圆簧等），国内重载弹簧的疲劳寿命，在高应力疲劳试验条件下，实际是大多处在4~7万次区间，距离欧洲卡车板簧技术标准（800±400 MPa加载之下不小于30万周次），差距较大，出口受限，亟待提升。

中科聚能根据弹簧基体的不同品质（选材、强韧性指标参数等），可以优化前制造工艺，降低应力集中因子，提升前制造质量，为后制造的细晶强化，准备好强化增寿的基础和裕度。

2.2、HER表面细晶强化增寿

根据其失效形式，或产品价值、性价比要求，可以适配相应的HER强化技术，个性化设计强化工艺和黄金工艺参数——通过施加足够、适量动能冲击器件表面，激发其发生高应变率和应变量的剧烈塑变，促使晶粒发生孪生分割而原位细化，创建微纳米晶粒层和孪晶组织，克服了一般强化措施难以兼得硬度、韧性的状态，创建出韧性、强度和硬度俱佳的“强韧坚硬层”，显著提高关键器件的表面完整性，促使器件获得耐磨、抗疲劳性能的大幅提升。4大作用为：

（1）清理工作面变质层、消减缺陷：降低应力集中和裂纹萌生几率

（2）改善工作面形貌特征：提升表面完整性，降低应力集中和疲劳裂纹萌生概率

（3）改善表层显微组织：充分细晶强化和均匀化，重点提升强韧性、疲劳断裂抗力

（4）再叠加均匀的压应力层：微观组织致密化+叠减载荷，增强疲劳抗力

三、★ HER（High Energy reinforcement）技术原位强化板簧

能提高以下性能：

疲劳抗力、抑制裂纹萌生和扩展、耐蚀、耐磨损性能、抗冲击性能、抗氧化性能……

重载悬架板簧 2道应力喷丸后的形貌照片（氧化皮、麻点，明显存在）

悬架板簧细晶强化后的表面形貌照片         悬架板簧细晶强化后 20X微观照片

悬架圆簧——经HER细晶强化处理后，抗疲劳寿命获得倍数级提升

XSY-2306板簧和圆簧在强化后难以断裂，说明：适宜的次载强化，可以增加材料的疲劳极限。