车轮支架的感应淬火

2021-10-12 10:35:47 zxhcl 2

   感应热处理的特点是能够在非常短的时间内完成工件的表面淬,近30年来在汽车制造业发展迅速,获得了广泛的应用XC型车轮支架系上海某汽车公司生产的XC车型的国产化配套项目,产品生命周期为5年,平均年产量约30万台套即 60万件,最高年产量42万台套。根据热处理技术要求,同时考虑后续同类产品加工的通用性,选择了整体式加热淬火+自回火的工艺方案,完成了国产化任务。

   车轮支架的材料为TL1438钢,相当于国产38MnSiVS钢,进口锻造毛坯。

   根据车轮的热处理技术要求,拟订了两种工艺方案。方案1是整体式加热,方案2是扫描式加热试制了两套感应器。鉴于工件形状不规则,又分左、右向,设计夹具时要考虑通用性即一套夹具能同时对工件左向和右向进行感应淬火,最好能上、下道工序选用同一个定位基准。

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   (1)整体式加热淬火的工件端部①处未淬硬,需要加大功率,调整感应器尺寸R③ 处热量不易透人,加热深度容易偏浅,但生产率高,符合大批量生产的要求。

   (2)扫描式加热淬火的工件的淬硬层深度和硬度均符合要求,但生产率低,有可能产生软带,影响产品的疲劳寿命。

   整体式加热淬火的效果较差,但淬硬层基本形状与图纸要求差距不太大,需要作一些工艺调整,如加大功率、调整感应器尺寸等以使实际淬硬层深度特别是R角处的淬硬层尽量深些

   经连续件的加工测试,所有工件热处理质量均符合图纸要求,工艺稳定,机床和感应器运转无故障,以用于正常生产。在小批试制完成后,进行台架试验,疲劳寿命达到图纸设计要求。

   对比淬硬层形貌,进口件的硬化层形状不是直线状,可见进口件采用的是整体式加热,硬化层分布虽然合格,但感应器的导磁体未调整到最佳。国产件的硬化层形状虽然也不是一条直线,但略优于进口件

   显微织分析表明,进口件和国产件淬硬层组织无明差异,均为细小的回火马氏体,马氏体级别均为4~5级(按JB/T 9204标准

   考虑产量因素,上下道工序生产线的生产节拍为每件约48s。根据试验结果包括上、下料等辅助时间,采用整体式加热每件约需要40 s,可以与上、下道工序的节拍相匹配,生产过程中不会形成瓶颈。而采用扫描式加热每件约需要52 s,在生产过 程中可能会形成瓶颈。因此,最终决定采用整体式 加热淬火方案

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 车轮支架整体式加热时淬硬部位一次完成,不易形成软带,且生产率高利用淬火余热进行自回火,工艺简单。但是感应器结构较复杂,工艺调整不方便,感应器寿命不够稳定„

   零件的疲劳强度与其表面应力值有明显的对应关系即压应力大,疲劳强度和疲劳寿命提高, 感应加热表面淬火的零件由于淬火层中马氏体比增大,能形成相当大的残余压应力,较深的淬硬层深度有助于提高车轮支架的疲劳寿命,特别是应力集中的R角部位。

   XC车轮支架国产化过程充分考虑了生产率、 成本和环境保护,国产化后产品的各项指标均达到了进口件的水平。