廉价钢铁材料在汽车制造中的有效利用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com5苴图1马氏体时效钢的性能特点赵量译自《AdvancedMaterials＆Processes》，198f；I№6，45~50廉价钢铁材料在汽车制造中的有效利用宫长文吾汽车用材的特点继译制造用械柏选择特点和要求列举如下：(1)产量相当大I(2)要求材料和热处理的质量稳定}(3)必须具有足够高的耐久性t(4)材料与热处理的总成本低l(5)可以减少机械加工的工序；(6)生产过程中的搬运量最少J(7)尽量选用可轻量化的材料和处理工艺，(8)制造过程所需要的能量尽可能最少。上述要求往往是相互矛盾的。例如，提高耐久性大多与成本相矛盾，

2、但是有时也存在两种彼此相容的方法。近年来作为汽车装饰板用的钢铁材料在强度和防蚀方面取得了惊人的进步。要求耐久性的强度构件用的璧叠哑盒垒塑!基堡旦量皂塑竺苎曼鲤蔓坌土虬盟查塾用这些材料十分重要。其中碳钢最便宜且用量最多，接近于碳钢的钢材之中的非调质强韧钢不需要热处理，因而已获得广泛应用。切削性改良钢减少了铅添加量，由于价格低且减少了公害，所以正被推广应用。提高疲劳强度和耐磨性的热处理1．高频淬火自从几十年前为了提高汽车后轴的疲劳强度便开始引用了高频淬火，但是对于曲轴来说，为了提高其耐磨性，只能对销钉、轴颈的平行部位加以高频淬火，但在曲轴的最弱部分即圆角区而有强度降低的问题。

3、最近，已能对包括这种圆角区在内的曲轴进行高频淬火，从而大幅度地提高了曲il的强度。维普资讯http://www.cqvip.com其次便是齿轮，如今已能使用各种各样的高频淬火方法，但是汽车用批量生产的小型齿轮最好采取整体一次淬火工艺。对于正齿轮，可采取在感应线圈中旋转加热后急拎淬火的方法。如能在这种卣轮齿根部得到lmm左右的硬化深度，则齿根部位的弯曲疲劳强度并不次于渗碳淬火的齿轮。抗点蚀的强度，象s45c那样的碳钢也可得到充分高的硬度和硬化耀度，所以也不比渗碳淬火的零件差。再者，高频淬火时的频率对淬火结果影响很大，所以必须根据齿轮形状大小选择适当的频率，对于汽车用齿轮类宜

4、采用30～l00KHz左右的频率。最近，市场上已有利用晶体管变挽器制作二段频率变换的变频装置出售，根据不同齿轮选用合适的频率，就能够获得高强度齿轮。如果所用频率不合适时，也可采取两次高频加热(一次预热)进行淬火。若采用碳钢高频淬火制作齿轮，较之采用台金钢渗碳淬火制造成本低得多，制造工时也大为节省。2．氮化处理氨化处理可以采取各种方法，广泛使用气体渗氨、盐浴氮化(软氮化处理)．气体软氨化、离子渗氮、渗碳氯化，渗硫氨化、碳氨共渗，但是无论哪一种方法都髭通过氨的扩散而在表面造成很大的残余压缩应力，从而提高疲劳强度。另外，软氮化处理后，表面形成氮化物层(厚度约l0m)，硬度和耐磨

5、性显著提高。其中，渗碳氨化和碳氨共渗以外的表面热处理，都是氯起主婴作用，其扩散层深度通常为0．2～0。4ram左右，所以对于承受高表面压力的齿轮等抗点蚀性能的提高并不充分。因此，许多齿轮往往采用台金钢制造，并采取渗碳淬火或碳氨共渗，但作为可达到合金钢制品中等水平的表面热处理，看来碳钢的渗碳氮化或许有这种可能。再者，适合采取上述氯化处理的零部件，还有曲轴、联接杆，齿轮类、凸轮袖、活塞环等等为数颇多，而且其利用范围尚在扩大。3．普通畏激淬火法的改进现今，一般零部件大多是由原材料淬火后经550~650"C高温回火，再进行机械加工制成。通过对这种热处理工艺的根本改良，从而提高了疲

6、劳强度并可实现轻量化，此种方法即所谓的完全淬火热处理。完全淬火的方法及其特点如下(1)在淬火前进行机械加工并留下一定的磨削余量。(2)选用比设计零件尺寸略小的淬透性良好的碳钢，并尽可能降低碳含量。(3)为了尽量减小淬火变形，在淬火对采用模压控制或进行回转。(4)为了尽量提高淬火时的急冷度，可采用高压水喷射冷却方法等。(5)耐火温度低于2：50G时，表面硬度约为HRCSo，并有残余应力存在。刺用这种完全淬火法制作的柴油机曲轴(断面图照片l略)，其周角区的硬化也相当充分，能够获得强度很高的曲轴。这种方法也适用于曲轴以外的各种轴类零件。在整个断面上不承受拉应力而在表面造成最大弯

7、曲或扭应力的零件，都可采取这种完全淬火热处理。图2示出了由浸激淬火引起的残余应力与疲劳强度之间的关系。4．表面轧制早已发现表面轧刚对于提高疲劳强度的效果很大，但其应用直到最近才得到推广。表面轧制的特征如下：维普资讯http://www.cqvip.com(1)因为不用加热，所以对不需要表面轧铷的其它部位无影响。(2)处理时间约为1分钟左右，可以安排在加工作业线以内来进行。L3)对使用的材料不必加以选择，即使采用碳钢和球墨铸铁也能获得充分的效果。(4)被处理过的部位在粕当深的位置都能造成残余压缩应力，另外，还有使表面平滑化的效果