20世紀80年代中期開始我國齒輪工業獲得飛速發展,汽車所需齒輪由于技術參數要求高,對齒輪熱處理質量提出了更高的要求。為了進一步提高我國齒輪熱處理質量水平,滿足汽車齒輪工業的需要,更快趕上國際先進水平,國內進行自主研發新工藝的同時也引進了大量齒輪熱處理新工藝,取得了很大的發展。
下面介紹幾種具有廣闊應用前景的汽車齒輪熱處理新工藝。
1激光淬火
激光淬火具有工件變形小、淬火區晶粒細小且均勻、工作環境潔凈、處理后不需要磨齒等精加工工序的特點,對提高齒輪的力學性能具有獨特效果。為提高對激光的吸收率,常在處理前對齒輪表面進行黑化處理,國內外研制出了不少光束變換系統以獲得均勻的淬火帶。近10多年來,激光淬火的研究和開發迅速發展,一定幾何參數的齒輪經過激光淬火后,有效硬化層深度在0.8mm左右,硬化層硬度達到HRC48～HRC55,實際應用效果理想。目前,激光淬火已廣泛應用于汽車、冶金、重型機械等眾多工業領域。
2低壓真空滲碳
低壓真空滲碳不僅使工件表面不被氧化,對環境無污染,而且與氣體淬火相結合時變形有所改善,通過提高滲碳溫度可減少處理時間,并降低氣體消耗和能量消耗。通過爐子技術改進以及工藝參數的優化,可以消除真空滲碳后產生的炭黑破壞絕緣和均勻性不足等問題。該工藝在發達國家的汽車行業中逐步得到應用,如奧地利歐寶汽車公司引進低壓真空滲碳熱處理生產線,已應用于F17、M20232變速器開發生產。
3BH催滲工藝
BH催滲工藝通過改變滲碳劑的裂解過程,破壞氣膜層的形成,使滲碳劑在裂解過程中產生一定數量的正四價碳離子和微量的活性氮原子,促進滲碳劑在較低溫度下充分裂解,從而使零件表面活化,增加零件對碳的吸收而得到廣泛推廣。某廠對半軸齒輪采用BH技術進行滲碳,生產效率提高了20%,每爐次節電90kW·h。目前,該工藝需要進一步解決的問題是,管道堵塞和滲碳層的碳化物形態控制。
4稀土共滲技術
稀土共滲技術使稀土滲入鋼的表面層內起微合金化作用,細化組織并提高性能,具有良好的催滲節能提高生產效率的效果,當碳勢CP>1時,催滲作用更加明顯。某廠生產實踐表明,稀土共滲技術能在很大程度上提高組織成分的均勻性,延長模具的使用壽命,采用該技術生產的齒輪符合齒輪金相檢驗標準,合格率明顯提高,用戶退貨率僅為1%～2%。
5液體氧氮化表面強化處理技術
液體氧氮化表面處理技術是世界最新金屬鹽浴表面強化改性技術,能大幅度提高齒輪表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性,并使齒輪具有抗疲勞和無變形的卓越性能。近幾年,該技術已在工業中較廣泛應用,涉及到汽車、機車齒輪等多個行業。