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 企业动态
我国汽车紧固件热处理工艺技术及其发展
发表时间:2018-11-14 16:42:21

我国汽车高强度螺栓共有四个性能等级,即8.8,9.8,10.9和12.9级,而日本汽车企业标准则有7T、8T、9T、10T、11T等级别,这些级别则要进行热处理,习惯上称为调质(淬火后再经高温回火)。热处理调质是为了提高螺栓的综合力学性能,以满足产品规定的抗拉强度和屈强比。

汽车紧固件调质对原材料、炉温控制、炉内气氛控制、淬火介质、热处理质量检测控制等都有严格要求,主要控制缺陷:由材料引起的方框偏析、退火无保护气氛引进的脱碳、冷镦过程产生的裂纹、淬火介质引进的淬火开裂和畸变。[1]

与国外汽车紧固件发展水平,尤其是热处理工艺技术水平,国内汽车紧固件企业还很难适应我国汽车工业的发展以及国际化竞争的需要。下面笔者粗略地简述汽车紧固件热处理若干工艺技术及其发展,有些只是提供一些线索,有些只是个人的经验,希望能有抛砖引玉的效果。

1、热处理装备水平概况

在20世纪80年代末,我国汽车紧固件的高强度螺栓热处理大部分采用盐浴炉淬火,盐浴炉内胆有限,每次只能装30~50kg。由于盐浴炉热处理工作环境差,淬回火工序距离近,易造成混装现象,客户在使用时发生脆断或者根本无法使用。由于热处理装备太落后,一些汽车紧固件企业只能配套生产8.8级及以下强度等级的螺栓。

进入20世纪90年代,由于汽车工业的快速发展,汽车高强度紧固件急需国产化。热处理装备已由盐浴炉、滴注式滚筒电阻炉、放热式震底炉发展为吸热式或N2CH3OH裂解气氛的铸链炉。由于网带寿命的大幅度提高,辐射管加热的连续式网带炉用量最大,同时,网带炉具有炉内布料、加热均匀,零件质量稳定、工作环境好、可减少零件磕碰、用气量较少、能耗小等优点。

作为紧固件产品品质起着“四两拨千斤”作用的热处理加工技术也受到紧固件企业的广泛重视。笔者调查了一些汽车紧固件企业,采用台湾热处理工艺较多,为SY(嘉善三永)、JN(上海迦南)系列连续式网带炉生产线。

在调质工艺中,实现了可控气氛计算机探势控制;从上料→清洗→加热→淬火→清洗→回火→着色→下线,全部自动控制运行。在渗碳工艺中,炉内气氛均匀性不大于±0.03%C,采用氧探头分区碳势控制技术,对浅层螺钉质量的现场控制进一步优化,在保证螺纹紧固件硬度均匀性方面已凸显出它的优越性,在品质上实现了一次飞跃。[2]

在连续式网带炉生产线的的前清洗设备增加去磷功能,汽车高强度紧固件淬火加热前进行去磷。对于大规格高强度螺栓,为了防止淬火时的磕碰和淬火畸变,选用Unicase系列箱形多用炉处理。对于自攻类螺钉渗碳淬火,经济和实用的热处理装备依然是连续式网带炉生产线。在全球经济危机对我国经济的冲击下,汽车紧固件企业对成本控制的要求越来越高,一些企业已选择加热区采用燃气加热、保温区采用电加热,发挥燃气加热和电加热的优势,因地制宜选择炉用载气和渗碳剂种类,达到节能减排的目的。这一技术将得到较快推广应用。

近期存在的问题和不足:淬火介质缺乏冷却性能测定,碳势控制不稳定,炉温效验周期过长等容易引起热处理产品缺陷的环节,还缺乏技术支持和技术储备。

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