20世紀80年代中期開始我國齒輪工業(yè)獲得飛速發(fā)展,汽車所需齒輪由于技術參數(shù)要求高,對齒輪熱處理質(zhì)量提出了更高的要求。為了進一步提高我國齒輪熱處理質(zhì)量水平,滿足汽車齒輪工業(yè)的需要,更快趕上國際先進水平,國內(nèi)進行自主研發(fā)新工藝的同時也引進了大量齒輪熱處理新工藝,取得了很大的發(fā)展。
下面介紹幾種具有廣闊應用前景的汽車齒輪熱處理新工藝。
1激光淬火
激光淬火具有工件變形小、淬火區(qū)晶粒細小且均勻、工作環(huán)境潔凈、處理后不需要磨齒等精加工工序的特點,對提高齒輪的力學性能具有獨特效果。為提高對激光的吸收率,常在處理前對齒輪表面進行黑化處理,國內(nèi)外研制出了不少光束變換系統(tǒng)以獲得均勻的淬火帶。近10多年來,激光淬火的研究和開發(fā)迅速發(fā)展,一定幾何參數(shù)的齒輪經(jīng)過激光淬火后,有效硬化層深度在0.8mm左右,硬化層硬度達到HRC48～HRC55,實際應用效果理想。目前,激光淬火已廣泛應用于汽車、冶金、重型機械等眾多工業(yè)領域。
2低壓真空滲碳
低壓真空滲碳不僅使工件表面不被氧化,對環(huán)境無污染,而且與氣體淬火相結合時變形有所改善,通過提高滲碳溫度可減少處理時間,并降低氣體消耗和能量消耗。通過爐子技術改進以及工藝參數(shù)的優(yōu)化,可以消除真空滲碳后產(chǎn)生的炭黑破壞絕緣和均勻性不足等問題。該工藝在發(fā)達國家的汽車行業(yè)中逐步得到應用,如奧地利歐寶汽車公司引進低壓真空滲碳熱處理生產(chǎn)線,已應用于F17、M20232變速器開發(fā)生產(chǎn)。
3BH催滲工藝
BH催滲工藝通過改變滲碳劑的裂解過程,破壞氣膜層的形成,使?jié)B碳劑在裂解過程中產(chǎn)生一定數(shù)量的正四價碳離子和微量的活性氮原子,促進滲碳劑在較低溫度下充分裂解,從而使零件表面活化,增加零件對碳的吸收而得到廣泛推廣。某廠對半軸齒輪采用BH技術進行滲碳,生產(chǎn)效率提高了20%,每爐次節(jié)電90kW·h。目前,該工藝需要進一步解決的問題是,管道堵塞和滲碳層的碳化物形態(tài)控制。
4稀土共滲技術
稀土共滲技術使稀土滲入鋼的表面層內(nèi)起微合金化作用,細化組織并提高性能,具有良好的催滲節(jié)能提高生產(chǎn)效率的效果,當碳勢CP>1時,催滲作用更加明顯。某廠生產(chǎn)實踐表明,稀土共滲技術能在很大程度上提高組織成分的均勻性,延長模具的使用壽命,采用該技術生產(chǎn)的齒輪符合齒輪金相檢驗標準,合格率明顯提高,用戶退貨率僅為1%～2%。
5液體氧氮化表面強化處理技術
液體氧氮化表面處理技術是世界最新金屬鹽浴表面強化改性技術,能大幅度提高齒輪表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性,并使齒輪具有抗疲勞和無變形的卓越性能。近幾年,該技術已在工業(yè)中較廣泛應用,涉及到汽車、機車齒輪等多個行業(yè)。
