热处理的质量管理

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1、维普资讯http://www.cqvip.com勘碍热处理的质量管．理弋t。高桥昭夫森岛迭矢山田治树●■●__-_-0●-_-●0__一1前言一个零件不管加工成多高的精度，若热处理不完善就不能发挥出零件本来的功能。热处理不仅是重要的工序，而且在检查质量时，象塑性加工和机械加工—样其结果由于肉眼看不到．所以热处理后需要做破坏性检查。如果全部切割检查的话那么不就一个产品也没有。因此．在工艺流程中为保证质量，即在热处理过程中质量管理是最重要的。为生产出优质产品，必须具备可靠的工艺设计和恰当的日常质量管理。说到质量

2、管理．常常是注重于后者，但是工艺设计若不完善的话日常管理也绝对不会满足要求。所谓工艺设计就是按照零件质量的要求，选择材料，决定热处理的条件，从而进一步决定满足上述条件的设备和工夹具，在Wd,试觎确认后投入批量生产前的这一过程中根据所定的条件卷产零件，经过检游确定质量合格就是日常管理．本文把这两项分开，对汽车工业热处理工艺钧魇量管理的实际情况作一介绍。．2热处理的种类汽车零部件的热处理大致分为机械加工前和机械加工后两部分。前者一般称为毛坯热处理it‘在利甩锻造翩造毛坯时，在锻造之中和之后进行热处理，主要是为了

3、提高毛坯切削性能和产品整体的强度。例如：退火、正火或调质等，最近主要为了节省能源，利用热间锻造余热的毛坯热处理正在增加。另一方面，机械加工后的热处理，象螺栓那样的零件需整体强化的淬火团火，以及特l捌为提高零件表面耐磨性和强度的表面硬化热处理。后者代表的是渗碳淬火和高额淬火．，特别是齿轮类和轴承类零件多采用这些方法。此外，渗碳渗氮淬火和坎舞牝的零件也很多。新的表面处理如利用等离子软氮化及渗碳等适用于一部分零件，进行CVD和PVD处理的汽车零件不久也将出现。本文以具有代表性的渗碳淬火热处理为侧，介绍以下质量保证

4、的现状。．3工艺设计1)质量要求当前对汽车性能的要求日趋严格。为了轻量化需用小体积又能承受大扭矩的高强度零件。并且对噪声及承载也提出很高的要求，因此需制造出更高精度的零件。热处理时由于相变应力和热应力而会产生变形。变形的平均值能在热前加工中进行预修正。但若变形量波动大就无法预修正了。包含象这样的变形，如何制造出质量稳定的产品就成为一重要课题。2)材料用于渗碳淬火的材料，称为表面渗碳钢，一般是低碳铬钢和铬钼钢。钢材本身的伤痕、-57-维普资讯http://www.cqvip.com偏析、结晶粒度等必须由钢厂严

5、密的质量保证体系来确保，在工艺设计方面最应注意的是材料的淬透性，所谓表面渗碳钢就是保证淬透性的材料。根据顶端淬火试验得出的顶淬值用来表示材料的淬透性，如果顶淬值不相同那么即使在同样的条件下进行渗碳淬火内部硬度也会产生差别，进而造成变形置不同。图1表示用涔透性不同的材米4=翻造的齿轮跨棒距(OBD)的变化量，由此可见随着淬透性提高跨棒距的变化量也增大。因此，顶淬值的幅度尽量窄小从而使变形量稳定，但要得到那种程度的材料是困难的，当然成本也要变高，所以要选择适合零件质量要求，即硬度和精度都能达到要求的材料是非常重

6、要的。+，3)热处理条件一藿在汽车工业中，由于是大批量生产，渗碳淬火多为使用连续炉。月产l万台手动变速器渗碳淬火的零件，需要l套连续式气体渗碳炉．连续炉在同样条件下(温度、时间、气氛、淬火油等)操作效率最好，每一套设备都’‘在固定条件下进行工作．工艺设计时，需选用能满足零件强度、必要部位硬度和表面渗碳深度等条件的炉子。使用周期炉时，对每一个零件要设定最合适的条件进行处理，为防止设定差错采用防差错措施最薏曾为重要。近几年．利用计算机及程序鲻蜉值cH足c，控制器，图1淬透性和齿轮精度预先设定几种热处理条件，直接

7、或间接地识别零件，自动地在最合适一条件下进行处理的生产方式被较多地应用。，：4)热处理挂具觜热处理挂具也是决定质量的一个重要因素。过去的挂具材料也多使用不锈钢的焊接件，现在采膈SCH一13等耐热铸钢，采用熔模铸法的精密铸造零件来实现轻量化、高寿命化。考虑到热处理成本’在料盘上尽量多放零件是有利的，由于在挂具上放置零件的方法也就是安放方式会大大改变零件质量。例如：齿轮的安置方法有两种：(a)饕在立棒上能重叠安放多只齿轮，这样由于齿轮；内孔面难于通过气体和淬火油，与外固定周面相比硬度和深度变低。因此，对内孔面硬

8、度和深度有特殊要求的齿轮，必需在轮之间加入能形图·2固定方法乖u齿轮精度一58一维普资讯http://www.cqvip.com成间隙的垫片，(b)横向安置方式．安置方式不同时造成的变形也不同，图2为齿轮纵向和横商安置时的精度比较，这样的齿轮如(2)所示横放最为稳定’。这样的固定方法与材料的淬透性相同，必须在考虑质量要求及成本时选捧最佳方案。另外，在使用中挂具会随着时间而变形，因此设计最高寿命的挂具极为重要：挂具