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汽车锻件生产技术的发展趋势(二))

作者:时间:2020-04-01 14:50:593009 次浏览

信息摘要:

大力推广非调质钢应用及大量采用锻件的锻后余热热处理


大力推广非调质钢应用

1. 非调质钢的优点

汽车零件大量采用碳素结构钢及合金结构钢,为使零件具有良好的综合力学性能,一般都要通过热锻后重新加热,经过调质热处理(淬火并高温回火), 20世纪70年代,为了节约能源,降低制造成本,各国相继开发出一系列不需要调质热处理的机械结构钢,即非调质机械结构钢,在欧美叫作“微合金化中碳钢”。

非调质机械结构钢是在碳素结构钢或合金结构钢中加入极微量的 V 或 Ti、Nb、N等特殊元素进行“微合金化”(Micro-alloyed), 这些元素在锻造冷却过程中,以碳化物、氮化物形态析出阻止晶粒粗大,在连续冷却析出强化作用中,强化效果最显著的是V的碳化物、氮化物,即V(C、N, 微量元素在钢中起析出强化和细化晶粒作用。用这种钢制成的零件,锻造后控制冷却,即可达到要求的力学性能,零件可直接使用。这样可省去锻造以后的整个淬火、回火热处理工序,不仅节约大量能源,而且简化了工序,使生产成本降低,还避免了锻件在热处理过程中产生变形。差别,切削性能又好,具有很好的技术经济效应和社会效应。所以国外非调质钢种类不断发品碳和淬火裂纹所造成的废品,又减少热处理过程造成的污染,而且零件心部与表面硬度几平泌。应用领域不断扩大,发展迅速,符合绿色锻造理念,我国今后必将大量采用。"GB/T15712-1995非调质机械结构钢”标准,并定于1996年3月1日开始实施,该标准规定了为了推动这一新型钢种的广泛应用,中国国家技术监督局于1995年10月10日发布这种钢的名称为非调质机械结构钢。并于2008年进行修改,即GB/T 15712-2008非调质机结构钢,2008-05-13发布,2008-11-01实施。

2. 非调质钢的种类为了降低综合能耗,提高锻件组织性能,非调质钢种类不断发展,已由微合金非调质钢发展到铁素体细晶粒、铁素体一珠光体型韧性非调质钢,以及高强度、高韧性贝氏体或马氏体型非调质钢,例如贝氏体高韧性微合金非调质钢和低碳马氏体组织的高强度高韧性微合金非调质钢,非调质钢具有很多优点,使用范围也已从机械结构钢扩展到其他领域,发展前景宽广。

3. 汽车零件已大量采用非调质钢非调质钢不仅用于发动机曲轴、连杆,而且已经用于汽车底盘前轴、半轴、转向节等,国外约30%以上的汽车锻件已采用非调质钢,例如日本连杆、曲轴90%采用非调质钢,并正在不断扩大使用范围。国内东风、一汽、南汽和上海爱知锻造有限公司已有多种零件采用非调质钢,例如曲轴、连杆、滑动叉、轮毂、半轴、前轴等,其中曲轴采用48MV非调质钢,3t载重车前轴采用贝氏体非调质钢12Mn2VB, 并已建立多条锻造一控温冷却生产线。但是由于各种各样的原因,国内非调质钢的发展较缓慢,非调质钢的推广应用需要企业产品设计师、材料工程师和工艺工程师三者结合,密切合作,齐心协力,协同工作才能获得快速发展,如果国家能制定相关政策推广非调质钢应用,定将获得更快发展。

大量采用锻件的锻后余热热处理

1. 汽车锻件各种热处理的能耗汽车零件大量采用低合金结构钢,其锻件最常用的热处理工艺为调质、正火、等温正火。(1)调质能:采用连续式电阻淬火炉,淬火温度840℃~860℃, 每千克锻件耗电约为

0. 6kW·h, 采用连续式电阻回火炉,高温回火每千克锻件耗电约为0. 4kW·h.

2)正火能耗:采用连续式电阻正火炉,正火温度930℃~960℃, 每千克锻件耗电约为

0. 5kW·h.20(3)等温正火能耗:采用连续式电阻等温正火炉,加热温度为920℃~950℃, 保温到完全奥氏体化,快速冷却,采用连续式电阻等温炉,等温温度630℃~650℃, 每千克锻件能耗约为0. 8kW·h.

2产方式决定,其中连续铸链电阻炉和连续网带电阻炉能耗损失小,而台车式电阻炉能耗损失大。以上数据是统计全年的平均值,但是,锻件热处理能耗大小由炉型、装载方式、钢种和生产方式决定,其中连续铸链电阻炉和连续网带电阻炉能耗损失小,而台车式电阻炉能耗损失大。

2. 锻件的锻后余热处理通过控制锻件的锻后冷却,防止形成粗大的铁素体和珠光体以及析出网状碳化物,使其且接获得相当于锻后再次加热进行的常规淬火、正火和等温正火所得到的组织、性能。这样常规推广。淬火、正火和等温正火的加热均可取消;也可利用锻件部分余热处理,节省大量能耗,应大

锻件的锻后余热热处理在欧、美、日已大量采用,国内也已陆续使用。

1)CrMo渗碳纲齿轮采用锻后余热等温正火德国大众汽车公司建成48m长的锻造一余热等温正火一抛丸清理全部工艺过程的齿轮锻造生产线。余热等温正火炉采用近30m的多层链板式加热炉,生产能力达到6t/h锻件。国内某企业22CrMo变速箱齿轮采用余热等温正火。-德国大众汽车公司建成48m长的锻造一余热等温正火一抛丸清理全部工艺过程的齿轮锻造生产线。余热等温正火炉采用近30m的多层链板式加热炉,生产能力达到6t/h锻件。国内某企业22CrMo变速箱齿轮采用余热等温正火。

2)连杆余热淬火工艺某锻造公司载货车连杆,原材料 40MnBH, 锻件质量2. 8kg, 坯料加热温度1200℃~1250℃,$460自动辊锻机四道制坯,25MN机械压力机压挤、预锻、终锻,2. 5MN机械压力机切边、冲孔、校正,校正后直接滑入淬火油槽(N32机械油), 锻件进入油槽时的温度大于800℃, 油温40℃~80℃, 时间3min, 硬度 HB375~HB555, 然后在链板式连续电阻炉内回火。离定际某锻造公司载货车连杆,原材料 40MnBH, 锻件质量2. 8kg, 坯料加热温度1200℃~1250℃,$460自动辊锻机四道制坯,25MN机械压力机压挤、预锻、终锻,2. 5MN机械压力机切边、冲孔、校正,校正后直接滑入淬火油槽(N32机械油), 锻件进入油槽时的温度大于800℃, 油温40℃~80℃, 时间3min, 硬度 HB375~HB555, 然后在链板式连续电阻炉内回火。客安员

3)齿轮的余热正火

某锻造公司 20CrMnTiH 齿轮锻造后,利用余热900℃~920℃在连续式控温炉(附有保温材料的钢板箱)内冷却,获得铁素体与珠光体的混合组织,硬度HB156~HB162, 切削性能好,而且经渗碳热处理,符合技术要求。

国内已有多家锻造企业建立连杆、曲轴锻造一余热淬火生产线,转向节臂锻造一余热淬火生产线和齿轮锻造一余热等温正火生产线,既节能降成本,又提高锻件质量(减少变形、脱碳)和环保。

 

 

 

 

 

 

 


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