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渗碳热处理在汽车零件中的应用

时间:2013-12-24 15:24来源:洛阳科诺工业 作者:Admin 点击:

渗碳热处理的主要目的是使零件获得良好的抗疲劳性能和耐磨性,保证零件使用性能的可靠性。常见采用渗碳淬火强化的热处理汽车零件有:汽车驱动桥的差速器齿轮、变速器轴齿类零件、转向器轴齿件、发动机活塞销和齿轮零件等。

一、我国汽车齿轮用钢

1)Mn–Cr系列齿轮钢:16MnCr5、20MnCr5、27MnCr5等;

2)Cr–Mo系列齿轮钢:22CrMoH (SCM420H)等;

3)Cr–Mn–B系列齿轮钢:20CrMnB(ZF7)、16CrMnB(ZF6)等;

4)Cr–Ni–Mo系列齿轮钢::20CrNiMo、22CrNiMo等和20CrMnTiH等。

二、汽车齿轮钢材料技术标准

1)一般要求淬透性带宽应控制在不大于7HRC;

2)高级齿轮钢要求淬透性带宽应不大于4HRC;

3)齿轮钢的纯净度一般要求[O]≤2×10-5;

4)高纯度齿轮钢要求[O]≤1.5×10-5;

5)晶粒度要求等于或细于6级。

三、常见渗碳热处理装备

1)箱式多用炉

2)单排、双排以及多排连续炉

3)真空(低压)渗碳高压气淬炉等。

四、传感技术和计算机技术在生产中的应用

对渗碳热处理工艺参数,如温度、时间、碳势、淬火过程以及动作程序完全自动控制,甚至可以根据零件的技术要求、材料牌号及特性等,系统可以自动生成工艺,实现智能控制。国内汽车零件渗碳热处理生产线的特点有:

1)工业计算机对炉温、碳势、自动线动作程序 的监控与数据自动采集。

2)对自动线渗碳热处理工艺过程的自动跟踪与监控,实现渗碳工艺仿真与优化和零件渗碳质量的预测。

3)对炉内温度、碳势和动作的实时显示及控制,系统故障自动诊断、显示及报警。

4)生产工艺全过程在线自动显示、记录、保存、建档,建立可追踪的热处理质量管理系统。根据需要可以查询数月或数年前的生产记录。

五、真空(低压)渗碳技术

一般真空(低压)渗碳在小于2.7kPa的低压下进行,渗碳温度在880~980℃。

为适应更高真空渗碳的需要,开发了在1000~1100℃高温渗碳能够保证组织细化的新型齿轮钢。

真空(低压)渗碳具有工艺时间大大缩短、原料消耗极少、零件变形小、热处理质量好、零件表面光洁、无污染的显着特点,是真正意义上的清洁、绿色热处理。

六、以CA—10B载重汽车变速箱中间轴的三档齿轮为例(齿轮材料为20CrMnTi)说明渗碳钢加工工艺。其加工工艺流程为:

下料--锻造--正火--机械加工齿形--渗碳(930(C)--预冷淬火(830(C)--低温回火(200(C)--磨削精加工--装配

其中预备热处理--正火后的组织为F+S,目的是改善锻造组织,并得到合适的硬度(HB170~210),以利于机械加工;

齿轮最终热处理后得到的组织为:

表面至心部M回+碳化物颗粒+Ar--M回+Ar,完全淬透时心部组织为低碳M回+F,未淬透时则为F+S。