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飞速发展的中国汽车工业热处理

2011年12月21日 09:57中国机床商务网点击:13365

  热处理是汽车制造过程中一道十分关键的生产工序,汽车的发动机、变速箱、传动器、转向机、传动轴及后桥等重要总成的主要零部件都要经过不同工艺方法的热处理工序,以充分发挥金属材料潜力,保证汽车零部件的质量和汽车的安全性、可靠性及使用寿命。从某种意义上讲,热处理工艺是确保汽车具有市场竞争能力的重要措施。
  
  正因为热处理在汽车工业中处于十分重要的位置,所以汽车工业中的热处理就备受关注。
  
  改革开放以来,伴随着汽车工业的发展壮大,汽车工业热处理产业发生了质的变化。其主要表现是:我国的各大汽车厂家都纷纷以各种不同方式从国外引进了大量先进的热处理成套设备、生产工艺及制造技术。据不完全统计,仅引进连续式渗碳自动生产线就近30条,密封箱式渗碳设备数量就更多。同时,各厂家还以引进谈判、专家考察、学者访问、技术培训、会议交流等形式,派出大批科技人员和技术工人分别赴英国、美国、法国、德国、意大利、西班牙、奥地利、日本、韩国、俄罗斯等工业发达国家,学习热处理先进技术和设备制造工艺。
  
  引进是为了超越,出国是为了掌握热处理先进技术。目前,我国汽车工业热处理产业正处在一个奋起直追、开拓创新、赶超先进的飞速发展阶段,具体表现在:
  
  一、可控气氛热处理技术已得到普遍应用,国产工艺设备的功能和产品质量已达到世界先进水平。
  
  可控气氛热处理是现代先进的热处理技术,我国汽车零部件中的齿轮和轴类件以及大部分标准件,除部分感应加热淬火之外,均采用了在可控气氛中进行气体渗碳、碳氮共渗和加热淬火等工艺方法进行处理。在可控气氛渗碳工艺和碳氮共渗工艺不断发展的同时,已有两大技术被广泛采用:一是预氧化处理工艺。由一汽热处理厂首创的500℃预氧化处理工艺在连续式气体渗碳自动化上的应用,解决了长期存在的渗碳层不均匀的质量难题并取得明显效果。此项技术迅速在汽车行业得到广泛采用,为可控气氛渗碳工艺水平的提高奠定了基础。二是氧探头和渗碳过程的模拟控制新技术。
  
  氧探头的出现和计算机在可控气氛热处理中的应用是汽车工业热处理技术发展的里程碑,这项新技术的应用已逐步由自动化向智能化转变,由单一参数控制向多元素最优化系统控制转变。渗碳工艺过程模拟控制系统成功应用就是典型代表,此系统不仅可快速模拟生产过程、优化工艺设计、准确预测结果,还可以精确控制生产过程。随着可控气氛设备自动化程度的逐渐提高和渗碳过程模拟控制系统的成功应用,国产热处理可控气氛设备已成为汽车工业热处理主要生产设备,如连续式气体渗碳自动生产线、密封箱式渗碳炉生产线、转底炉和网带炉等,其功能和控制精度已接近或达到国际先进水平。
  
  二、淬火冷却方式和淬火介质的选择已引起高度重视。
  
  随着可控气氛热处理技术的普遍应用和对产品质量的不断提高,减少淬火过程中的零件畸形,使零件得到稳定的表面和内部淬火硬度,并得到理想的金相组织,已成为热处理工作者的重要课题。为解决这一难题,人们普遍把注意力集中在气体渗碳或碳氮共渗后的冷却方式及淬火介质的选择上。目前,汽车零部件的渗碳件或碳氮共渗件的淬火油已由常规的普通淬火油转向采用专用淬火油,专用淬火油中的快速淬火油和等温淬火油(简称热油)应用又最为广泛。使用专用淬火油后,由于对产品质量确实有保证,所以近年来我国淬火油的生产厂家应运而生,而且方兴未艾。但用户注重品牌效应,有切实质量保证的油品备受欢迎。为了控制盆形齿轮和齿圈的淬火畸形,零件渗碳或碳氮共渗后,直接上压床或二次加热压床淬火在汽车行业热处理生产中最为普遍,从而进一步控制了齿轮变形,减少了噪音,保证了齿轮精度,提高了产品质量。
  
  三、感应淬火工艺与设备正迈入世界先进行列。
  
  由于感应热处理工艺具有加热速度快、生产效率高、节省能源、不氧化脱碳、不污染环境、易于机械化和自动化,以及安装在生产线上与上下道工序衔接和实现同节拍生产等诸多优点,符合现代化工业生产的3S标准(Sure——可靠、Safe——安全、Saving——节约)。因此,感应热处理技术在汽车工业热处理中得到迅速发展。以一汽为例,在生产的中型车、轻型车和轿车上,就有近200种零件需要感应加热淬火处理,从感应加热淬火零件的形状和尺寸来看,可称得上花样繁多且大小均有。随着感应淬火技术的不断发展,感应淬火的零件已上升到占全部热处理零件的50%左右。据有关数据表明,在我国的汽车工业中,感应热处理的应用正进入世界先进水平的行列。
  
  四、齿轮锻坯热处理工艺与设备正瞄准世界先进水平奋力追赶。
  
  在我国的汽车工业中,锻坯热处理工艺和设备往往不被重视,长期以来采用普通的正火工艺和简单的设备进行处理,因而造成热处理质量不稳定,金相出现非平衡组织,硬度偏差过大,不仅给机械加工带来困难,降低了加工精度,增加了加工成本,还使热处理畸变难以控制,甚至影响了汽车的产品质量。进入20世纪80年代以来,随着国外汽车技术的引进,对齿轮锻坯热处理质量的要求更加严格,特别是轿车锻坯,按照以往的正火工艺根本无法满足质量要求,锻坯等温正火工艺及其设备在此情况下才逐步得到应有的重视。锻坯热处理工艺及其设备在汽车行业中的推广和应用,无疑会引发出一场锻坯热处理设备更新换代的新高潮,伴随着高潮的到来,齿轮锻坯质量将发生质的飞跃。
(来源:中国热处理信息网)

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