摘要:目前各種汽車零部件，特別是傳動、轉向系統中普遍需要安裝一些結構簡單但是需要有較好耐磨性能的墊片等零件。本文將通過列舉方案進行對比的形式分析耐磨墊片的材料選擇及熱處理、表面處理的工藝。

關鍵詞:耐磨 熱處理 材料

首先，假設我們需要的是一種墊片。因為需要與持續(xù)旋轉的軸或齒輪配合，所以需要墊片表面有一定的硬度，很好的耐磨性能和光潔度。根據零件的要求，我們列舉一下五種選材及熱處理的方案:

1 方案一

低碳鋼沖壓成型→滲碳處理→表面磨削

這里所指的低碳鋼主要是st12、Q235、08Al等容易沖壓成型的材料，這些材料應用比較普遍，成本低容易采購、強度低、韌性好容易沖壓成型。滲碳是工藝成熟，已經被廣泛采用的熱處理方法，成本低、容易控制，可以很大程度上提高墊片表面的硬度和耐磨性。表面經過平磨后，提高了墊片的平面度，保證有很好的配合精度。

但是方案一有其工藝本身難以克服的難點!首先，因為熱處理工藝本身的限制，滲碳層的厚度一般單邊≥0.5mm.也就是說，如果零件的厚度在1mm以下的話將很容易被滲透。一旦零件整體被滲透，那零件整體將變得很脆，當受到大的壓力或沖擊力時會碎裂。再者，比較薄或小的零件在滲碳的過程中會發(fā)生變形。拿一個墊片為例，如果滲碳過程中墊片變形的話，唯一的辦法就是在后續(xù)的磨削過程中加大磨削量。但是這樣一來就會導致滲碳層與越磨越薄或者不能保證需要的零件厚度。這樣看來，方案一主要適用于厚度≥2mm的零件的加工。

2 方案二

低碳含鋁合金鋼沖壓成型→表面平磨→滲氮處理

細心的朋友可能已經注意到，該方案把滲氮處理和表面磨削加工的順序前后進行了對調。這主要是因為滲氮處理的兩大特點!首先，滲氮是一種鋼件的化學處理，可以大大提高零件表面的耐磨性能。但是，滲氮層的厚度一般只有單邊0.1mm左右。所以，如果先進行滲氮處理再磨平的話，很容易將薄薄的滲氮層磨掉。其次，滲氮不同于滲碳，它對零件表面的光潔度影響很小，所以可以把滲氮放到最后一道工序!但是，滲氮處理對低碳鋼的要求是最好用低碳含鋁合金鋼，因為鋁和氮的結合效果最好，所以，在各種沖壓用低碳鋼中08Al的滲氮效果是比較理想的。但是，08Al相對其他幾種低碳鋼成本較高，而且磨削效果欠佳，磨削過程中容易拉絲，影響零件表面的光潔度，還請各位朋友選材時綜合考慮。這樣看來，方案二適于加工2mm以下的薄零件，工藝簡單，容易實現，但是要求最好使用含鋁低碳鋼。如果所需零件對滲氮效果要求不是很高的話，一般低碳鋼也是可以的。

3 方案三

低碳鋼沖壓成型→表面平磨→碳氮共滲處理

碳氮共滲又稱氰化，也屬于一種鋼件的化學處理。碳氮共滲可以提高零件表面硬度、耐磨性和疲勞強度，碳氮共滲要求溫度低，零件變形小。與滲氮一樣，碳氮共滲的滲透層厚度一般也只有單邊0.1mm左右，且對零件的光潔度影響甚小。碳氮共滲與滲氮的不同點在于對低碳鋼含鋁的要求更低，一般的低碳鋼也可以達到較好的效果。這樣看來，方案三也適于加工2mm以下的薄零件，且對材料的要求更低。目前，在國內一些工業(yè)基礎較好的地區(qū)，碳氮共滲工藝已經廣泛應用于模具、齒輪的表面處理，用來進行墊片的表面處理當然很簡單了!

4方案四

中碳鋼沖壓成型→調質處理→表面磨削

這里所說的中碳鋼是指45鋼或35鋼的冷軋退火板，因為只有冷軋退火的薄板才容易沖壓成型而且在沖壓的過程中不會碎裂。眾所周之，中碳鋼調質處理是非常成熟，已經被普遍應用的熱處理工藝，能夠滿足零件的硬度和耐磨要求。

方案四的缺點，也是限制其推廣的因素是材料。目前，市場上的45鋼或35鋼冷軋退火板非常少，采購困難且成本較高。我們做過大量的市場調查，現在國內各大鋼廠只有在有顧客大量訂貨的情況下才會生產45鋼或35鋼冷軋退火板。倒退十幾二十幾年，這種材料在市場上屬于大路貨，很容易采購，這種工藝也被廣泛采用。但是，現在市場上更多的是廠家為滿足顧客的特殊要求而加工的特種鋼材，像45鋼或35鋼冷軋退火板則很少有人在做。這樣看來，如果你的零件產量不大的話，根本不適合采用第四種方案。

5方案五

使用粉末冶金材料直接燒結成型

粉末冶金燒結工藝是近年來才逐漸興起的一種材料和加工工藝，主要是使用鐵或銅粉末為基材再添加其他金屬或非金屬粉末一起燒結成型。粉末冶金燒結成型工藝再經過熱處理可以制造諸如墊片、檔套、齒輪等許多需要一定強度、硬度、耐磨性的零件。用粉末冶金加工零件，可以保證很好的精度和光潔度，一致性好。

對于本文舉例的墊片，可以使用牌號F0121J、F0122J、F0123J的燒結碳鋼。該牌號的粉末冶金材料強度與硬度較高，耐磨性較好，可以進行熱處理，適于制造一般結構零件和耐磨零件。

除了上述幾種方案之外，還有比如軟氮化(低溫碳氮共滲)、滲硫、硫氮共滲等許多鋼件化學處理的方法。當然每種化學處理方法都有其對材料的特殊要求，我們在這里就不再一一介紹。

6 結束語

以上是以加工耐磨墊片為例列舉了五種方案，這五種方案在成本、工藝等方面各有各的優(yōu)點和制約因素。綜合看來，目前第二、三兩種方案被采用的較多，第五種方案被采用的也越來越多。希望朋友們能夠在了解自己產品的基礎上，根據自己的實際要求，確定合理的方案來制造自己需要的產品。