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65Mn主齿调整垫片回火温度和硬度的关系
赵小威 赵付良 鞠立群
长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心 河北省保定市 071000
摘 要： 热处理作为提升工件韧性和耐磨性的主要工艺,但实际生产过程中经常出现硬度低工件.例65Mn 主齿调整垫片硬度要求HRC35-45,实际生产工件低于HRC35,无法满足客户要求.本文重点对65Mn 主齿调整垫片调质后硬度偏低的原因分析研究, 发现回火温度对垫片硬度影响较大,通过改善回火温度控制参数来提高垫片硬度.
关键词：主齿调整垫片；淬火；回火；温度；时间；硬度
1 引言
汽车后主减速器作为改变动力传输方向及为各个档位提供共同的传动比的部件,其装配质量是保证汽车性能的一个重要因素.装配过程中的一个重要问题就是如何控制主锥总成中圆锥滚子轴承的预紧力,这个预紧力的大小是通过调整垫片的厚度来实现的.
若预紧力过大（过紧）,则会使主从动锥齿轮传动阻力增加,传动效率降低,加速轴承磨损； 若预紧力过小（过松）,则会使轴的支承刚度下降且会破坏主从动锥齿轮的正常啮合.
而调整垫片作为后主减速器总成智能扭矩调节的关键零部件,硬度偏低直接影响零件的耐磨性,进而导致后主减速器总成智能扭矩衰减,降低整车性能.本文通过分析影响垫片最终硬度的淬火、回火工艺,探究热处理的最佳工艺参数,希望能对实际生产中产品的质量提升提供一点帮助.
2 主齿调整垫片热处理工艺及洛氏硬度检测方法
2.1 热处理工艺
本产品制造流程为：原材料进货检验→淬火→回火→抛丸→分级→粗磨削断面→半精磨端面→精磨端面→光饰→标识→检验→包装.其中影响产品最终硬度的工艺为淬火、回火（详细工艺见图1）.淬火、回火工艺分别采用网带炉RC-140-9淬火（淬火油冷却）→网带炉UMT-6050回火,要求淬火后HRC55-62,回火后HRC35-45.
2.2 洛氏硬度检测方法
这里我们用洛氏硬度来衡量和判定主齿调整垫片硬度.即在规定的外加载荷下,将钢球或金刚石压头垂直压入试件表面,产生压痕,测试压痕深度,利用洛氏硬度计算公式HR等于（K-H)/C便可计算出洛氏硬度.简单说就是压痕越浅,HR值越大,材料硬度越高,用“HRC”来表示.
3 主齿调整垫片硬度偏低检测分析与讨论
3.1 故障件描述
故障件硬度在HRC27-31范围内且均低于HRC35-45下限,产品硬度不符合标准.
3.2 实验分析与讨论
采用同样的热处理工艺制作垫片产品500件,其中淬火后随机抽样10件,检测洛氏硬度（表2）；对抽样产品做好标记回火处理,检测回火之后样件硬度（表3）,硬度偏低超出HRC35-45下限.
实验结论：（1）该批次试验件淬火后硬度符合工艺设定标准要求HRC55-62；
（2）在此工艺条件下生产的工件最终硬度与故障批次件硬度在同等的硬度范围内均且低于HRC35-45下限；
（3）综合上述两条结果可以判定生产该批次样件时,淬火过程参数控制不存在缺陷,我们应该把重点放在分析回火过程缺陷,最终找到产品硬度不足原因.
2.3 分析影响工件回火温度-- 时间—硬度关系
钢的回火是一个由淬火马氏体+残余奥氏体组织向铁素体+碳化物转变的扩散相变过程.碳化物的析出和长大必然与回火时间、温度相关,而回火组织直接决定了钢的硬度.实际生产中热处理设备是固定的,需要根据批量生产需求来考虑生产时间安排.批量生产时往往是多个产品连续生产,要求工艺参数相近,以保证最大的生产效率.
现考虑在回火时间一定的情况下,回火温度与硬度的关系,从而通过实验找出最佳温度控制参数.
通过查阅金属学及热处理[1]可知,65Mn钢在460—500℃温度区间回火时,材料对回火温度和保温时间比较敏感,回火温度偏高或保温时间过长时可导致工件硬度大幅度降低,图2为65Mn回火硬度曲线.
实验结论：在现定的时间条件下,在400-540℃范围内,工件硬度随回火温度升高硬度逐渐降低,在480℃时达到标准要求HRC35-45中值最佳状态.
3 结论
热处理产品硬度如何保证,我们需要参考相应的参数设定,但不同的设备的保证能力不同,还需要现地现物的去实验验证,找到最佳的控制参数.
参考文献：
[1] 史美堂. 金属学及热处理[M]. 上海：上海科技技术出版社,2007.2.
[2] 张浩, 张伟强. 回火温度对亚温淬火40CrNi2Mo 钢组织和性能的影响J. 热加工工艺,2010,39（20）：173-175.
[3] 湖光立, 谢希文. 钢的热处理（原理和工艺）[M]. 西安：西北工业大学出版社,2010:209-210.
[4] 刘云旭. 金属热处理原理[M]. 北京：机械工业出版社,1981:246-249.
[5] 刘静华,等. 钢铁热处理[M]. 西安：陕西科学技术出版社,1981：173.
调整论文范文结:
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