汽车齿轮预先热处理工艺

对汽车齿轮锻造毛坯进行预先热处理,主要是为了获得适宜的锻件表面硬度并为第二热处理作好金相组织准备。传统的预先热处理方法大多采用常规正火处理。该工艺设备简单、能耗少、工艺要求不高,因此应用较为广泛。随着对汽车齿轮质量要求的提高,特别是引进车型用钢材料的多样化,由于普通正火时钢的组织转变是在一定温度范围内进行,因此得到的组织不均匀;而且批量正火冷却时,锻坯往往成堆在空气中冷却或吹风冷却,其冷却速度易受其在堆中的位置及周围环境的影响,造成同批零件的硬度波动较大(156～207HB),同时又会增大渗碳淬火时的变形量,而对于淬透性较高的钢,甚至会产生贝氏体组织。因此,国内逐步采用等温退火工艺进行预先热处理,通常等温温度在560～650℃范围内,以保证现代化大批量生产时,齿坯在预先热处理后能获得均匀的组织和硬度(160～180HB),这对于减少齿轮的渗碳淬火变形,降低运行时的噪音具有重要意义。在国外,汽车齿轮锻坯普遍采用等温退火处理,而且对不同的材料规定了不同的等温退火工艺,如德国大众公司、奔驰公司、意大利菲亚特公司等。国外生产实践表明,经等温退火处理的齿轮不仅机加工性能大大提高,而且渗碳淬火后的变形也明显减小。

当然,采用等温退火仍需将锻坯重新自室温加热至900℃以上高温,这将消耗大量能源。由于汽车齿轮锻造的终锻温度一般在900℃以上,此时工件仍处于奥氏体状态,如迅速将其均匀冷却到Ar1以下珠光体相变区进行等温转变,可获得与常规等温退火相似的显微组织和硬度,从而大大节约能源和提高劳动生产率并改善锻坯质量。近年来,在汽车工业,利用锻造余热进行等温退火已有研究和应用,但要进行大批量生产依然还存在一些技术难点。