熱處理技術(shù)對高強(qiáng)度緊固件尤其是它的內(nèi)在質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，因此，要想生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的高強(qiáng)度緊固件，必須要有先進(jìn)的熱處理技術(shù)和裝備。
1 東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件熱處理現(xiàn)狀
東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件有4個性能等級，即8.8、9.8、10.9、12.9級。而這4個等級的高強(qiáng)度緊固件都要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。
熱處理調(diào)質(zhì)是為了提高緊固件的綜合力學(xué)性能，以滿足產(chǎn)品規(guī)定的抗拉強(qiáng)度值和屈強(qiáng)比。因此，調(diào)質(zhì)工藝對原材料，爐溫控制、爐內(nèi)氣氛控制、淬火介質(zhì)、熱處理質(zhì)量檢測和控制等都有嚴(yán)格要求。
1.1 材料
東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件材料主要有ML35、35K、ML40Cr、ML35CrMo鋼等，其中75%ML35CrMo鋼進(jìn)口。材料主要有方框偏析、脫碳、裂紋等問題。材料在冷成形前需進(jìn)行球化退火，退火在油爐內(nèi)進(jìn)行，爐內(nèi)無保護(hù)氣氛，存在脫碳現(xiàn)象。
1.2 熱處理調(diào)質(zhì)爐
12.9級為主的高強(qiáng)度緊固件在鑄鏈爐生產(chǎn)線上進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。爐內(nèi)溫度，氣氛由計算機(jī)控制，采用Rx氣作為保護(hù)氣氛，加熱和防氧化脫碳能做到有效控制，緊固件在加熱過程中質(zhì)量完好。
8.8級為主的高強(qiáng)度緊固件是在震底爐上進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，受震底爐結(jié)構(gòu)的影響，爐子密封性能差、Rx氣氛不易控制、爐溫溫差大、零件在爐內(nèi)加熱存在碰撞和時間長短不—致，緊固件在加熱過程中的質(zhì)量較差、存在脫碳、碰傷、加熱不均勻等現(xiàn)象。
1.3 淬火介質(zhì)
東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件調(diào)質(zhì)，淬火介質(zhì)有兩種，ML35類用堿水淬火，中碳合金鋼用普通機(jī)械油淬火。在堿水中淬火存在淬火開裂現(xiàn)象。在普通機(jī)械油中淬火存在硬度不均甚至不合格現(xiàn)象，生產(chǎn)中不得不進(jìn)行反復(fù)調(diào)質(zhì)處理。
1.4 檢測
東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件熱處理后的檢測，主要檢測硬度、抗拉強(qiáng)度、金相組織(定性檢測)、Rx氣分析、12.9級的進(jìn)行100％磁粉瑩光無損檢查裂紋等。而淬火介質(zhì)冷卻性能測定、金相組織的定量分析、零件內(nèi)在缺陷和硬度分選尚無檢測手段。
2 國外高強(qiáng)度緊固件熱處理水平
2.1 材料
材料改制中的球化退火，日本神戶鋼廠具有領(lǐng)先技術(shù)，神戶鋼廠提供的球化鋼，不需要緊固件生產(chǎn)廠再球化退火，因而不存在退火脫碳問題。我國臺灣省和俄羅斯有的生產(chǎn)廠家材料退火采用感應(yīng)加熱，然后進(jìn)入保護(hù)氣氛爐內(nèi)保溫的球化退火，該工藝先進(jìn)，脫碳問題可以得到很好解決。西方國家大多采用保護(hù)氣氛控制的電加熱罩式球化退火爐實現(xiàn)材料球化退火，設(shè)備和工藝先進(jìn)，球化質(zhì)量可靠，無脫碳現(xiàn)象。
2.2 熱處理調(diào)質(zhì)爐
國外廣泛采用網(wǎng)帶式或鑄鏈?zhǔn)綗崽幚碚{(diào)質(zhì)線。調(diào)質(zhì)線除了爐子密封性能好以外，還具有先進(jìn)的氣氛，溫度和工藝參數(shù)計算機(jī)控制，設(shè)備故障報警和顯示等功能。高強(qiáng)度緊固件從上料-清洗-加熱-淬火-清洗-回火-著色到下線，全部自動控制運(yùn)行，有效保證了熱處理質(zhì)量。
2.3 淬火介質(zhì)
淬火介質(zhì)直接影響淬火冷卻能力、淬火開裂和變形等。國外高強(qiáng)度緊固件調(diào)質(zhì)處理時，對中碳鋼廣泛采用水溶性淬火介質(zhì)(PAG)，對中碳合金鋼廣泛采用快速淬火油。
2.4 檢測
國外對原材料采用直讀光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分快速檢測，對改制材料進(jìn)行在線無損檢測裂紋。確保材料熱處理前處于完好狀態(tài)。
零件進(jìn)行調(diào)質(zhì)時，采用碳勢控制、溫度控制和工藝參數(shù)控制。淬火介質(zhì)實行溫控和冷速監(jiān)測，淬、回火硬度測量，淬、回火金相測定，必要時進(jìn)行定量測定，調(diào)質(zhì)后零件100％的瑩光磁粉無損探傷，100％的零件硬度和內(nèi)在缺陷分選和力學(xué)性能測定等。
3 技術(shù)提升
綜上所述，東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件的熱處理技術(shù)和裝備與國外先進(jìn)的熱處理技術(shù)和裝備相比，存在一定的差距。為了進(jìn)一步開拓國內(nèi)外市場，東風(fēng)汽車緊固件公司在熱處理技術(shù)提升方面做出了很大努力。
3.1 已實現(xiàn)的技術(shù)提升項目
3.1.1 更新金相顯微鏡 進(jìn)口金相顯微鏡2臺，購進(jìn)金相圖譜分析軟件系統(tǒng)。從而使高強(qiáng)度緊固件的金相分析、失效分析達(dá)到了定量水平，并且制定了高強(qiáng)度緊固件調(diào)質(zhì)組織中的鐵素體含量等級標(biāo)準(zhǔn)，今后還要做更多的研究，確保深層次的內(nèi)在質(zhì)量在受控狀態(tài)。
3.1.2 更換淬火油 購進(jìn)快速淬火油實現(xiàn)中碳合金鋼高強(qiáng)度緊固件全部淬快速油。使淬火質(zhì)量有了明顯的提高，體現(xiàn)在淬火硬度高且均勻，淬硬層加深，心部鐵素體明顯減少，力學(xué)性能穩(wěn)定，不存在零件返修和廢品。
3.1.3 采用水溶性淬火介質(zhì) 購進(jìn)水溶性淬火介質(zhì)代替堿水用于部分中碳鋼高強(qiáng)度緊固件調(diào)質(zhì)淬火。淬火效果很好，未發(fā)現(xiàn)淬火開裂現(xiàn)象，淬火硬度均勻，淬火質(zhì)量較好。代替普通淬火油，可以解決淬油易產(chǎn)生油污燒結(jié)而影響后序電鍍質(zhì)量的難題。
3.2 正在技術(shù)提升項目
3.2.1 購置調(diào)質(zhì)線 東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件熱處理技術(shù)提升重點在熱處理調(diào)質(zhì)線，通過招標(biāo)選用了實力雄厚，技術(shù)水平高的臺灣省一家企業(yè)設(shè)計制造的兩條熱處理調(diào)質(zhì)線。該線具有氣氛、溫度和工藝參數(shù)計算機(jī)控制，設(shè)備故障報警和顯示等功能，設(shè)備密封性能好，自動化程度高，技術(shù)水平達(dá)到國外先進(jìn)水平。
3.2.2 全面更換淬火介質(zhì)和添置淬火介質(zhì)測定儀 兩條新調(diào)質(zhì)線一臺為油爐，介質(zhì)選用快速淬火油，另一臺為水爐，介質(zhì)選用水溶性淬火介質(zhì)。為了確保淬火冷卻性能穩(wěn)定，進(jìn)口先進(jìn)的攜帶式淬火介質(zhì)測定僅一臺，這樣可以做到定期對淬火介質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，確保淬火質(zhì)量。
3.2.3 保護(hù)氣氛選用 由于Rx氣質(zhì)量比甲醇裂解所產(chǎn)生的保護(hù)氣氣質(zhì)更好—些，12.9級東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件采用Rx氣作為保護(hù)氣，以提高和確保12.9級高強(qiáng)度緊固件的質(zhì)量。水爐采用甲醇裂解氣作為保護(hù)氣，當(dāng)一種保護(hù)氣出現(xiàn)供氣問題時，兩條調(diào)質(zhì)線還可以共用一種保護(hù)氣，用氣非常方便。
3.2.4 進(jìn)口渦流分選儀 利用先進(jìn)的渦流分選儀，對出廠的東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件100％進(jìn)行在線檢測，確保出廠產(chǎn)品質(zhì)量。
3.2.5 東風(fēng)汽車高強(qiáng)度緊固件用材料 已對新型冷成形用球化鋼進(jìn)行了試驗，該新鋼種在冷成形和熱處理過程中都具有很好的表現(xiàn)。在康明斯發(fā)動機(jī)上試裝也很好。采用球化鋼可以省去退火工序，避免油爐退火造成的環(huán)境污染、脫碳、又可以減少模具消耗和淬火開裂。
|
