汽車零件的滲碳熱處理

    滲碳熱處理的主要目的是使零件獲得良好的抗疲勞性能和耐磨性，保證零件使用性能的可靠性。采用滲碳淬火強(qiáng)化的熱處理零件有：汽車驅(qū)動橋的差速器齒輪、變速器軸齒類零件、轉(zhuǎn)向器軸齒件、發(fā)動機(jī)活塞銷和齒輪零件等。
我國汽車齒輪用鋼有：16MnCr5、20MnCr5、27MnCr5等Mn–Cr系列齒輪鋼；SCM822H、SCM420H等Cr–Mo系列齒輪鋼；20CrMnB（ZF7）、16CrMnB（ZF6）等Cr–Mn–B系列齒輪鋼；20CrNiMo、22CrNiMo等Cr–Ni–Mo系列齒輪鋼和20CrMnTiH系列齒輪鋼。汽車齒輪鋼材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般要求淬透性帶寬應(yīng)控制在不大于7HRC，齒輪鋼要求淬透性帶寬應(yīng)不大于4HRC。齒輪鋼的純凈度一般要求[O]≤2×10－5，高純度齒輪鋼要求[O]≤1.5×10－5，晶粒度要求等于或細(xì)于6級。

　　汽車零件的滲碳熱處理裝備主要有箱式多用爐，單排、雙排以及多排連續(xù)爐，真空（低壓）滲碳高壓氣淬爐等。十幾年來，滲碳熱處理技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志是傳感技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。對滲碳熱處理工藝參數(shù)，如溫度、時間、碳勢、淬火過程以及動作程序*自動控制，甚至可以根據(jù)零件的技術(shù)要求、材料牌號及特性等，系統(tǒng)可以自動生成工藝，實(shí)現(xiàn)智能控制。國內(nèi)汽車零件滲碳熱處理生產(chǎn)線的特點(diǎn)有：

　?。?）工業(yè)計算機(jī)對爐溫、碳勢、自動線動作程序的監(jiān)控與數(shù)據(jù)自動采集。

　?。?）對自動線滲碳熱處理工藝過程的自動跟蹤與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)滲碳工藝仿真與優(yōu)化和零件滲碳質(zhì)量的預(yù)測。

　?。?）對爐內(nèi)溫度、碳勢和動作的實(shí)時顯示及控制，系統(tǒng)故障自動診斷、顯示及報警。

　?。?）生產(chǎn)工藝全過程在線自動顯示、記錄、保存、建檔，建立可追蹤的熱處理質(zhì)量管理系統(tǒng)。根據(jù)需要可以查詢數(shù)月或數(shù)年前的生產(chǎn)記錄。

　　近10年來，真空（低壓）滲碳高壓氣淬或油淬在汽車零件熱處理中得到推廣應(yīng)用。一般真空（低壓）滲碳在小于2.7kPa的低壓下進(jìn)行，滲碳溫度在880～980℃。

　　為適應(yīng)更高真空滲碳的需要，開發(fā)了在1000～1100℃高溫滲碳能夠保證組織細(xì)化的新型齒輪鋼。真空（低壓）滲碳具有工藝時間大大縮短、原料消耗極少、零件變形小、熱處理質(zhì)量好、零件表面光潔、無污染的顯著特點(diǎn)，是真正意義上的清潔、綠色熱處理。

　　汽車零件調(diào)質(zhì)熱處理

    汽車零件的調(diào)質(zhì)熱處理可分保護(hù)氣氛調(diào)質(zhì)熱處理和一般調(diào)質(zhì)熱處理。保護(hù)氣氛熱處理能夠保證零件在熱處理過程中不會產(chǎn)生表面氧化、脫碳等缺陷，確保零件的表面質(zhì)量。當(dāng)調(diào)質(zhì)處理后零件工作面需要后續(xù)加工時，采用一般熱處理。根據(jù)零件的質(zhì)量、大小，調(diào)質(zhì)熱處理裝備有網(wǎng)帶爐、鑄鏈爐、料盤（料筐）推桿式爐、托架爐、懸掛式連續(xù)爐等。以汽車緊固件熱處理為例，調(diào)質(zhì)熱處理技術(shù)的發(fā)展主要有以下幾方面：

　　（1）爐型   由于輻射管加熱和網(wǎng)帶壽命的大幅度提高，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)網(wǎng)帶爐得到普遍應(yīng)用。網(wǎng)帶爐具有爐內(nèi)布料、加熱均勻，零件質(zhì)量穩(wěn)定，工作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)。特別對高強(qiáng)度螺栓熱處理，采用網(wǎng)帶爐使質(zhì)量有了可靠保證。

　?。?）碳勢控制技術(shù)的應(yīng)用   碳勢控制技術(shù)在保護(hù)氣氛調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線上得到普遍應(yīng)用。采用碳勢控制技術(shù)使?fàn)t內(nèi)碳勢控制精度可達(dá)到±0.03%，保證了零件熱處理質(zhì)量。

　?。?）計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用   通過計算機(jī)能夠按照工藝設(shè)定自動完成工件的生產(chǎn)全過程，記錄、保存工件生產(chǎn)中的各種工藝參數(shù)，具有完善的故障診斷、顯示，安全警示及連鎖功能。

　?。?）快速淬火油和水基淬火介質(zhì)的應(yīng)用   快速淬火油的應(yīng)用保證了高強(qiáng)度螺栓件的熱處理內(nèi)在質(zhì)量。水基淬火介質(zhì)的應(yīng)用解決了零件淬油不硬、淬水開裂以及零件淬火變形的質(zhì)量問題。 1 2 下一頁
汽車零件的感應(yīng)熱處理

　　與一般爐內(nèi)整體加熱熱處理相比較，感應(yīng)熱處理具有以下特點(diǎn)：

　?。?）根據(jù)產(chǎn)品性能要求只對零件表面或局部加熱，實(shí)施表面或局部強(qiáng)化，因此是一種節(jié)能熱處理。
　　（2）生產(chǎn)過程無污染，是清潔熱處理。
　?。?）感應(yīng)加熱時間短、速度快，有利于淬火組織的細(xì)化，獲得耐磨性、抗扭彎曲疲勞性能俱佳的強(qiáng)化效果。
　?。?）感應(yīng)淬火裝置可以方便安裝在流水生產(chǎn)線上，便于生產(chǎn)管理，減少了物流成本。
　?。?）感應(yīng)淬火生產(chǎn)節(jié)拍快、效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)*自動化。

　　感應(yīng)熱處理所具有的這些特點(diǎn)使得感應(yīng)淬火技術(shù)在汽車零件生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。目前，實(shí)施感應(yīng)淬火的汽車零件主要是傳遞動力轉(zhuǎn)矩的汽車軸類零件，如曲軸、半軸、花鍵軸、傳動軸、凸輪軸以及各種銷軸類零件。

　　十幾年來，感應(yīng)電源也有了迅猛發(fā)展?，F(xiàn)在，美、英、日、德、西班牙等工業(yè)發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的SIT、1GBT、MOSFET全固態(tài)晶體管電源已達(dá)幾十種，產(chǎn)品規(guī)格齊全，體積小，電能轉(zhuǎn)換效率可達(dá)92%以上，功率頻率可以覆蓋整個感應(yīng)加熱的領(lǐng)域。感應(yīng)淬火機(jī)床正朝柔性化、自動化、智能化控制方向發(fā)展。具有零件識別、能量控制、工藝參數(shù)顯示及故障診斷、顯示、報警的感應(yīng)淬火裝置在生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。

　　鍛造余熱熱處理

　　大部分汽車結(jié)構(gòu)零件采用熱鍛成形工藝。如何利用鍛造余熱實(shí)施毛坯的熱處理是節(jié)能的重要措施。如采用鍛造余熱等溫退火、鍛造余熱淬火，可以獲得利于后續(xù)加工所需要的組織和硬度，省去了再次加熱熱處理能耗，節(jié)能效果十分顯著。利用鍛造余熱熱處理的零件有各類齒輪毛坯、前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、搖臂、花鍵軸、曲軸、連桿等。對齒坯的余熱等溫退火，為了保證鍛造余熱熱處理的組織、硬度均勻性，需要嚴(yán)格控制終鍛溫度、中冷過程、等溫溫度等。對余熱淬火的零件，為保證零件的強(qiáng)韌化性能，除了直接淬火工藝外，也可以采用預(yù)冷至550～650℃，完成珠光體轉(zhuǎn)變后，再次加熱至奧氏體化溫度的方法。主要目的是細(xì)化組織，獲得良好的強(qiáng)韌化性能。

　　免退火冷鐓鋼和非調(diào)質(zhì)鋼

　　一般冷鐓鋼為了保證冷成形性能，材料需要預(yù)先進(jìn)行球化退火處理。所謂免退火冷鐓鋼，就是通過對冷鐓鋼化學(xué)成分的調(diào)整，軋制過程中控制軋制和冷卻技術(shù)，使珠光體部分球化、變態(tài)，減小冷成形過程中的變形抗力，可以直接用于冷鐓成形。由于免去球化退火，既有顯著節(jié)能效果，又縮短了生產(chǎn)周期，是節(jié)能經(jīng)濟(jì)型新材料。

　　非調(diào)質(zhì)鋼由于鋼中加入了微量強(qiáng)碳（氮）化物形成元素（V、Nb、Ti等），在鍛造及鍛后控冷過程中產(chǎn)生析出強(qiáng)化及晶粒細(xì)化作用，其強(qiáng)韌化性能可以達(dá)到或接近調(diào)質(zhì)鋼的水平，且省去了調(diào)質(zhì)熱處理工序，減少大量能耗并具有良好的加工性能，受到國內(nèi)外許多汽車廠家的重視。如德國奔馳、大眾汽車公司，瑞典Volvo汽車公司，英國Aust in公司，美國G.M、福特汽車公司，意大利菲亞特汽車公司大量采用非調(diào)質(zhì)鋼制造發(fā)動機(jī)曲軸、連桿、前軸等重要零件。日本在非調(diào)質(zhì)鋼的研究及應(yīng)用方面更是走在世界的前面，如日本三菱汽車公司的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)所采用的熱鍛件幾乎全部采用了非調(diào)質(zhì)鋼，日產(chǎn)、五十菱汽車公司曲軸、連桿幾乎全部采用非調(diào)質(zhì)鋼制造。十幾年來，東風(fēng)汽車公司采用非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)曲軸、連桿、汽車前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)等零件，年用非調(diào)質(zhì)鋼數(shù)萬噸，已累計生產(chǎn)曲軸、連桿、前軸等汽車零件有數(shù)百萬件，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。結(jié)語步入21世紀(jì)，新材料、新技術(shù)對熱處理技術(shù)的升級改造，熱處理技術(shù)發(fā)生了很多實(shí)質(zhì)性的變革。熱處理技術(shù)正在向高品質(zhì)、更精密、更環(huán)保、高度智能化的方向發(fā)展。