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        轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝探討

        2018-06-06 02:15:16金文輝周亞倬于勤章馳江鈴汽車股份有限公司
        鍛造與沖壓 2018年11期
        關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)向節(jié)氮化調(diào)質(zhì)

        文/金文輝,周亞倬,于勤,章馳·江鈴汽車股份有限公司

        轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車上的一個(gè)重要保安件,它既要承載行駛中汽車的載荷,又要保證行駛中汽車的轉(zhuǎn)向,所以汽車生產(chǎn)商很注重轉(zhuǎn)向節(jié)外形尺寸的設(shè)計(jì)和制造工藝。為了保證轉(zhuǎn)向節(jié)的可靠性和使用壽命,轉(zhuǎn)向節(jié)熱處理工藝通常采用調(diào)質(zhì)處理+氣體軟氮化工藝,這樣既可以保證轉(zhuǎn)向節(jié)的心部具有較好的韌性,還可以保證其表面有較高的硬度和耐磨性能,最大可能地提高轉(zhuǎn)向節(jié)可靠性和使用壽命。

        本文主要是對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝進(jìn)行改進(jìn),探討各種氣體軟氮化工藝對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)金相組織的影響和降低生產(chǎn)成本的可能性。

        轉(zhuǎn)向節(jié)熱處理工藝介紹

        本試驗(yàn)所用的轉(zhuǎn)向節(jié)是選取輕客商用車上的一種技術(shù)要求較高的轉(zhuǎn)向節(jié),為了保證轉(zhuǎn)向節(jié)的使用性能和使用壽命,我們選用了低合金調(diào)質(zhì)鋼42CrMo鋼材來(lái)制作轉(zhuǎn)向節(jié),這種鋼材制作出來(lái)的轉(zhuǎn)向節(jié)采用調(diào)質(zhì)處理+氣體軟氮化工藝處理后,其心部可獲得較高的韌性、表面也可得到較好的硬度及耐磨性能,完全可以滿足轉(zhuǎn)向節(jié)的各項(xiàng)技術(shù)要求。具體的轉(zhuǎn)向節(jié)技術(shù)要求如下:

        ⑴硬度:心部246~304HB,表面HV0.1≥500HB;

        ⑵滲層深度:白亮層深0.01~0.025mm,滲氮層深≥0.30mm;

        ⑶滲氮層脆性、疏松層級(jí)別要求:1~2級(jí)。

        轉(zhuǎn)向節(jié)調(diào)質(zhì)處理工藝采用的是常規(guī)調(diào)質(zhì)處理工藝,淬火加熱溫度(860±5)℃×1h,油淬后580℃回火100min即可。

        為了保證轉(zhuǎn)向節(jié)經(jīng)過(guò)氣體軟氮化后心部硬度不降低,表面硬度和耐磨性能達(dá)到轉(zhuǎn)向節(jié)的各項(xiàng)技術(shù)要求,所以采用低溫(520±5)℃氣體軟氮化工藝,氮化保溫時(shí)間達(dá)15小時(shí)以上,整個(gè)氣體軟氮化生產(chǎn)周期時(shí)間達(dá)到20多個(gè)小時(shí),轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝曲線如圖1所示。該工藝生產(chǎn)出來(lái)的轉(zhuǎn)向節(jié)達(dá)到了各項(xiàng)技術(shù)要求,但生產(chǎn)周期很長(zhǎng),生產(chǎn)率不高,且生產(chǎn)成本也居高不下。采用該氣體軟氮化工藝曲線生產(chǎn)出來(lái)的轉(zhuǎn)向節(jié)理化檢測(cè)結(jié)果如圖2和表1所示。

        圖1 轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝曲線

        表1 轉(zhuǎn)向節(jié)軟氮化工藝?yán)砘瘷z測(cè)結(jié)果

        圖2 轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝氮化層硬度分布圖

        轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝探討

        為了保證轉(zhuǎn)向節(jié)的各項(xiàng)技術(shù)要求不變,并縮短轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化生產(chǎn)周期和降低其生產(chǎn)成本,我們對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝進(jìn)行了工藝試驗(yàn)探討。我們的思路是提高轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化加熱溫度,縮短軟氮化保溫時(shí)間。通過(guò)減少不必要的保溫時(shí)間,從而達(dá)到該目標(biāo)。

        第一次氣體軟氮化工藝試驗(yàn)

        依照我們改進(jìn)氣體軟氮化的工作思路,即提高氣體軟氮化加熱溫度時(shí)間并相應(yīng)的縮短氮化保溫時(shí)間,具體的轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝曲線如圖3所示。

        圖3 第一次改進(jìn)后轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝曲線圖

        按照?qǐng)D3第一次改進(jìn)后氣體軟氮化工藝曲線生產(chǎn)出來(lái)的轉(zhuǎn)向節(jié),我們經(jīng)過(guò)解剖本體獲得了較好的結(jié)果,完全能夠滿足轉(zhuǎn)向節(jié)的各項(xiàng)技術(shù)要求,具體檢測(cè)結(jié)果如圖4和表2所示。

        轉(zhuǎn)向節(jié)第一次改進(jìn)工藝主要是把軟氮化加熱溫度從520℃提升到560℃,軟氮化保溫時(shí)間從15小時(shí)降到7小時(shí),整個(gè)軟氮化時(shí)間有12個(gè)多小時(shí),大大縮短了轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化生產(chǎn)周期,較大幅度地降低了生產(chǎn)成本。

        圖4 第一次改進(jìn)后轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝氮化層硬度分布圖

        表2 第一次改進(jìn)后轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝?yán)砘瘷z測(cè)結(jié)果

        表3 第二次改進(jìn)后轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝?yán)砘瘷z測(cè)結(jié)果

        第二次氣體軟氮化工藝試驗(yàn)

        為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效益,降低生產(chǎn)成本,我們又進(jìn)行了第二次轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝試驗(yàn)。具體的轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝曲線如圖5所示。

        圖5 第二次改進(jìn)后轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝曲線圖

        按照第二次改進(jìn)后氣體軟氮化工藝曲線生產(chǎn)出來(lái)的轉(zhuǎn)向節(jié),我們又進(jìn)行了相應(yīng)的工藝試驗(yàn)。首先進(jìn)行了幾次小批量工藝試驗(yàn)后,隨后進(jìn)行了批量工藝試驗(yàn),經(jīng)過(guò)解剖轉(zhuǎn)向節(jié)本體取樣,同樣獲得了較好的結(jié)果,達(dá)到了轉(zhuǎn)向節(jié)所要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),具體檢測(cè)結(jié)果如圖6和表3所示。

        圖6 第二次改進(jìn)后轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝氮化層硬度分布圖

        按照第二次改進(jìn)后的氣體軟氮化工藝曲線進(jìn)行轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化生產(chǎn),從圖6和表3檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看完全達(dá)到了轉(zhuǎn)向節(jié)的技術(shù)要求,有些數(shù)據(jù)還得到了提高和改善;但重要的是整個(gè)生產(chǎn)周期縮短到9小時(shí)左右,比原氣體軟氮化工藝生產(chǎn)周期減少了一半以上的時(shí)間,大大提高了生產(chǎn)效率,并進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本,為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益做出了很大的貢獻(xiàn)。

        結(jié)束語(yǔ)

        本次試驗(yàn)結(jié)果證明汽車轉(zhuǎn)向節(jié)氣體軟氮化工藝通過(guò)提高氣體軟氮化加熱溫度,并相應(yīng)的減少其軟氮化保溫時(shí)間,是完全可以達(dá)到轉(zhuǎn)向節(jié)各項(xiàng)技術(shù)要求的。

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