本发明属于热处理工艺技术领域的一项技术,具体地讲,本发明涉及一种汽车零部件的热处理工艺,特别是一种汽车离合器内置飞轮的坯件烧结硬化工艺。
背景技术:
离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联接的部件,它用于动力和传动系统的切断和结合,使用过程中还要求做到汽车起步平稳,换档平顺,以及防止传动系统过载。汽车离合器主要部件包括飞轮、离合器盖和压盘,其中的飞轮安装在发动机曲轴后端。飞轮是一种利用外轮廓质量形成惯量的圆盘状构件,旋转时将发动机做功冲程产生的能量一部分贮存起来,用以克服其它辅助冲程的阻力,使曲轴均匀旋转,从而提高发动机克服短期超负荷能力,使得汽车起步更容易。鉴于节能减排的要求,现代汽车零部件普遍要求作轻量化设计,并优先采用近净成形技术实现生产。现有技术普遍采用粉末冶金工艺实现离合器飞轮一体化制造,该工艺在坯件压制成形后顺序实施常规的烧结及热处理工序,尽管现有技术能够生产出合格的产品。但是,在实施高温淬火过程中,因离合器飞轮各部实体尺寸或截面悬殊较大,导致淬火热冲击及淬透程度不一致,随之产生的应力及变形量参差不齐,在应力集中处存在裂纹隐患,这些不利因素严重制约离合器飞轮的制造质量。
技术实现要素:
本发明主要针对现有技术的不足,提出一种方案合理、路经简洁、实施容易的汽车离合器飞轮的坯件烧结硬化工艺,该工艺在坯件烧结完成后即实施快速淬火,即充分利用烧结的热能,又能省掉一道常规热处理的加热工序,而且促成坯件在烧结形成的珠光体组织直接转变成马氏体组织,从而达到提高坯件强度的目的。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
汽车离合器内置飞轮的坯件烧结硬化工艺,它由烧结、快速淬火和回火工序组成。其改进之处在于:所述烧结工序在网带式烧结硬化炉中进行,炉膛烧结温度为1160℃~1180℃,在无氧化环境下烧结30~45min。所述快速淬火工序首先取用已完成烧结的坯件,使用淬火介质为氮气,按2.5℃~5.0℃/s冷却速率实施快速淬火。所述回火工序将已完成淬火并处于室温的坯件置于温度为180℃±5℃的回火炉中,回火时长60±5min,回火后坯件表面硬度在300~312hv5之间。
作为进一步改进方案,所述烧结工序配套的网带式烧结硬化炉为高温连续烧结型炉具。
作为进一步改进方案,所述烧结工序中的无氧环境指炉膛内充满90%的氮气和10%的氢气。
本发明与现有技术相比,具有以下积极效果:
1、坯件在高温条件下烧结,有利于铁粉与其它合金元素熔合,形成金相组织稳定且强的合金体;
2、淬火采用快速冷却方法,促成坯件烧结形成的珠光体组织直接转化成马氏体组织,由于马氏体组织硬度大,直接省略后续的精整工序及相关热处理工序,由此大大节约生产成本;
3、坯件经快速淬火,可显著减少热冲击,避免产生过大的内应力,从而减少裂纹生成,达到提升产品质量的目的。
具体实施方式
汽车离合器内置飞轮的坯件烧结硬化工艺,它由烧结、快速淬火和回火工序组成。所述烧结工序属于本工艺的核心工序,它是一种在网带式烧结硬化炉中实施的工序,烧结时要求炉膛内的加热温度高于常规烧结温度。本实施例应用的网带式烧结硬化炉是一种高温连续烧结型炉,该种炉适合批量烧结作业,烧结时要求炉膛内加热温度为1160℃~1180℃,并且要求炉膛内注入90%氮气和10%氢气,坯件在这种无氧环境下烧结30~45min,有利于铁粉与其它合金元素熔合,形成金相组织稳定且强度高的合金体。所述快速淬火工序建立在烧结工序基础上,首先取用刚完成烧结的坯件,将坯件快速投入到淬火介质中,因使用的介质为氮气,它按2.5℃~5.0℃冷却速率实施快速淬火。坯件淬火采用快速冷却方法,使处于烧结态的珠光体组织直接转化成马氏体组织。由于马氏体组织硬度大,直接省略后续的精整工序及相关的热处理工序,由此大大节约生产成本。另外,坯件经快速淬火,可显著减少热冲击,即减少内应力生成,可避免裂纹产生。所述回火工序是本工艺最一道工序,实施回火工序时,取用已完成淬火并降至室温度的坯件投入到回火炉中,回火炉温度为180℃±5℃,回火时长60±5min。坯件经过回火处理后,表面硬度稳定在300~312hv5之间,最重要的是可进一步消除坯件的内应力,从而提高坯件质量。
下面通过实施例来进一步说明本发明,具体效果见实施例汇总表:
实施例汇总表
从上表记录的信息可知,各实施例均达到预期质量指标,其中综合性能最佳的是实施例3。
1.一种汽车离合器内置飞轮的坯件烧结硬化工艺,它由烧结、快速淬火和回火工序组成;其特征在于:所述烧结工序在网带式烧结硬化炉中进行,炉膛烧结温度为1160℃~1180℃,在无氧化环境下烧结30~45min;所述快速淬火工序首先取用已完成烧结的坯件,使用淬火介质为氮气,按2.5℃~5.0℃/s冷却速率实施快速淬火;所述回火工序将已完成淬火并处于室温的坯件置于温度为180℃±5℃的回火炉中,回火时长60±5min,回火后坯件表面硬度在300~312hv5之间。
2.根据权利要求1所述的汽车离合器内置飞轮的坯件烧结硬化工艺,其特征在于:所述烧结工序配套的网带式烧结硬化炉为高温连续烧结型炉具。
3.根据权利要求1所述的汽车离合器内置飞轮的坯件烧结硬化工艺,其特征在于:所述烧结工序中的无氧环境指炉膛内充满90%的氮气和10%的氢气。