20世纪80年代中期开始我国齿轮工业获得飞速发展,汽车所需齿轮由于技术参数要求高,对齿轮热处理质量提出了更高的要求。为了进一步提高我国齿轮热处理质量水平,满足汽车齿轮工业的需要,更快赶上国际先进水平,国内进行自主研发新工艺的同时也引进了大量齿轮热处理新工艺,取得了很大的发展。
下面介绍几种具有广阔应用前景的汽车齿轮热处理新工艺。
1激光淬火
激光淬火具有工件变形小、淬火区晶粒细小且均匀、工作环境洁净、处理后不需要磨齿等精加工工序的特点,对提高齿轮的力学性能具有独特效果。为提高对激光的吸收率,常在处理前对齿轮表面进行黑化处理,国内外研制出了不少光束变换系统以获得均匀的淬火带。近10多年来,激光淬火的研究和开发迅速发展,一定几何参数的齿轮经过激光淬火后,有效硬化层深度在0.8mm左右,硬化层硬度达到HRC48～HRC55,实际应用效果理想。目前,激光淬火已广泛应用于汽车、冶金、重型机械等众多工业领域。
2低压真空渗碳
低压真空渗碳不仅使工件表面不被氧化,对环境无污染,而且与气体淬火相结合时变形有所改善,通过提高渗碳温度可减少处理时间,并降低气体消耗和能量消耗。通过炉子技术改进以及工艺参数的优化,可以消除真空渗碳后产生的炭黑破坏绝缘和均匀性不足等问题。该工艺在发达国家的汽车行业中逐步得到应用,如奥地利欧宝汽车公司引进低压真空渗碳热处理生产线,已应用于F17、M20232变速器开发生产。
3BH催渗工艺
BH催渗工艺通过改变渗碳剂的裂解过程,破坏气膜层的形成,使渗碳剂在裂解过程中产生一定数量的正四价碳离子和微量的活性氮原子,促进渗碳剂在较低温度下充分裂解,从而使零件表面活化,增加零件对碳的吸收而得到广泛推广。某厂对半轴齿轮采用BH技术进行渗碳,生产效率提高了20%,每炉次节电90kW·h。目前,该工艺需要进一步解决的问题是,管道堵塞和渗碳层的碳化物形态控制。
4稀土共渗技术
稀土共渗技术使稀土渗入钢的表面层内起微合金化作用,细化组织并提高性能,具有良好的催渗节能提高生产效率的效果,当碳势CP>1时,催渗作用更加明显。某厂生产实践表明,稀土共渗技术能在很大程度上提高组织成分的均匀性,延长模具的使用寿命,采用该技术生产的齿轮符合齿轮金相检验标准,合格率明显提高,用户退货率仅为1%～2%。
5液体氧氮化表面强化处理技术
液体氧氮化表面处理技术是世界最新金属盐浴表面强化改性技术,能大幅度提高齿轮表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性,并使齿轮具有抗疲劳和无变形的卓越性能。近几年,该技术已在工业中较广泛应用,涉及到汽车、机车齿轮等多个行业。
(来源:材料导报)


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