汽车刹车盘的退火方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工工艺，特别是涉及一种汽车刹车盘的退火方法。
【背景技术】
[0002]十几年来，随着我国汽车工业的迅速发展，围绕高品质、节能、环保的各种先进的热处理技术在汽车零件生产中得到广泛应用。热处理是汽车产品获得所要求的强度、韧化性能，实现更安全、更可靠的重要技术手段，同时热处理质量是产品实现可靠性、耐久性、安全性的重要保证。尤其是对汽车零部件表面热处理质量而言，将会直接影响到汽车工业国产化的进程，也直接关系到汽车操控的稳定性和安全性。
[0003]在现有技术中，汽车零部件表面热处理技术多为渗碳热处理工艺，其主要是使零件获得良好的抗疲劳性能和耐磨性，保证零件使用性能的可靠性。常见地，采用渗碳淬火强化的热处理零件有:汽车驱动桥的差速器齿轮、变速器轴齿类零件、转向器轴齿件、发动机活塞销以及刹车盘零件等。在此，我们将以汽车制动系统中的重要部件一刹车盘为例进行说明。
[0004]刹车盘为盘状结构，具有制动盘面，当希望制动时选择性地讲刹车片应用到所述刹车盘的制动盘面上。所述刹车盘的材料多为含低铬的灰口铸铁，一般经加工后直接安装在轿车上，由于设备制造技术和工艺技术的先进性有一定局限性，安装有上述刹车盘的新车在制动过程中会产生刹车抖动和嘯叫，这样会影响使用舒适感，降低高端汽车的档次，且所述刹车盘表面的耐磨性、抗腐蚀性也往往达不到要求。
[0005]根据GMW16218标准，刹车盘在整个铁素体氮碳共渗(FerriticNitro-Carburizing, FNC)过程中必须保持垂直状态,确保零件应力充分释放，同时避免零件在整个退火过程中因本身的重力而产生应力，确保零件应力进一步释放，确保零件FNC后零件疏松层均匀一致和零件氮化层均匀一致，确保零件在整个FNC过程中硬度不能降低，确保氮化质量，确保零件尺寸的稳定，确保零件的合格率，才能确保零件达到图纸的要求。O
[0006]目前，国外通常的做法是将零件一个一个地串在十字架的工装上，虽然零件垂直，但零件是一个一个地紧挨着。这样的做法易导致如此的状况:各个零件及单个零件的各个部分受热不均匀，即:零件加热不均匀，有些零件先到温，有些零件后到温；针对同一个零件，有些部位先到温，有些部位后到温；同时，零件冷却也不均匀，有些零件先冷却，有些零件后冷却，针对同一个零件，有些部位先冷却，有些部位后冷却。零件在机加工过程中和FNC过程中零件尺寸变化大，零件质量不稳定，零件合格率低。
[0007]因此，亟待开发一种退火工艺，确保零件满足GMW16218标准要求，确保零件受热均匀，确保零件冷却均匀缓慢而不被氧化，确保零件铸造应力充分释放，确保零件退火后硬度均匀，确保零件在整个FNC过程中硬度不发生变化，确保零件氮化后疏松层均匀、氮化层均匀、尺寸稳定、质量稳定、合格率高。
【发明内容】
[0008]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽车刹车盘的退火方法，以解决针对汽车刹车盘的退火工艺的现有技术存在汽车刹车盘受热不均匀、冷却不均匀、零件尺寸变化大，零件质量不稳定，零件合格率低等问题。
[0009]为解决上述问题及其他问题，本发明在提供一种汽车刹车盘的退火方法，包括:将待处理的汽车刹车盘置入加热炉中，在所述加热炉中加入氮气N2和甲醇，对所述汽车刹车盘进行加热处理，使得所述汽车刹车盘的温度达到一加热温度；将所述汽车刹车盘从所述加热炉中取出并置入冷却炉中，对加热处理后的所述汽车刹车盘进行缓冷处理，确保所述汽车刹车盘的温度低于一冷却温度；将所述汽车刹车盘移至换气室，对所述汽车刹车盘进行换气处理，在所述换气处理中，利用氮气N2和甲醇,消除空气中的氧气。
[0010]可选地，在进行所述预氧化处理之前还包括:预先提供专用工装，将待处理的汽车刹车盘置入所述专用工装内，使得各个所述汽车刹车盘得以竖直方式等间距摆放。
[0011 ] 可选地，在所述加热处理中，在所述加热炉内加入氮气N2和甲醇，所述氮气N2的流量为5m3/小时至7m3/小时，所述甲醇的流量为0.1升/小时至0.2升/小时，升温时间为30分钟至60分钟，升温温度为530°C至630°C，保温时间为2小时至6小时，控制所述加热炉的炉内压强为220Pa至270Pa。
[0012]可选地，在所述加热处理中，所述加热炉包括第一加热区和第二加热区，所述第一加热区的第一升温温度要低于所述第二加热区的第二升温温度。
[0013]可选地，所述第一加热区和所述第二加热区均配置有确保均匀加热的循环风扇。
[0014]可选地，在所述缓冷处理中，所述冷却炉包括第一冷却区和第二冷却区，所述第一冷却区的第一冷却温度要高于所述第二冷却区的第二冷却温度。
[0015]可选地，所述第一冷却区配置有第一引风系统、第一温度热电偶传感器以及第一变频器，在所述缓冷处理中，当所述第一温度热电偶传感器传感到所述第一冷却区内的温度超过所述第一冷却温度时，所述引风系统据此自动启动，并通过所述第一变频器控制所述第一引风系统的冷却速度；当所述第一温度热电偶传感器传感到所述第一冷却区内的温度低于所述第一冷却温度时，所述第一引风系统据此自动停止；所述第二冷却区配置有第二引风系统、第二温度热电偶传感器以及第二变频器，在所述缓冷处理中，当所述第二温度热电偶传感器传感到所述第二冷却区内的温度超过所述第二冷却温度时，所述引风系统据此自动启动，并通过所述第二变频器控制所述第二引风系统的冷却速度；当所述第二温度热电偶传感器传感到所述第二冷却区内的温度低于所述第二冷却温度时，所述第二引风系统据此自动停止。
[0016]可选地，所述第一冷却区和所述第二冷却区均配置有确保均匀冷却的循环风扇。
[0017]可选地，所述第一冷却温度为450°C至470°C，所述第二冷却温度为330 °C至400。。。
[0018]可选地，所述第一变频器的工作频率为12赫兹，所述第二变频器的工作频率为12赫兹。
[0019]本发明的汽车刹车盘的退火方法具有如下功效:
[0020]能确保汽车刹车盘满足GMW16218标准要求，能确保零件受热均匀，能确保零件冷却均匀缓慢而不被氧化，能确保零件铸造应力充分释放，能确保零件退火后硬度均匀，能确保零件在整个FNC过程中硬度不发生变化，能确保零件FNC后零件尺寸稳定、质量稳定、合格率高。
[0021]另外，能确保汽车刹车盘经过铁素体氮碳共渗FNC处理后尺寸稳定，无论高碳刹车盘还是低碳刹车盘，刹车盘零件尺寸平均合格率高达99.25%以上，达到了预期效果。
【附图说明】
[0022]图1为本发明汽车刹车盘的退火方法的实施步骤流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0024]需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0025]本发明的目的在于提供一种汽车刹车盘的退火方法，以解决现有技术中针对汽车刹车盘的退火工艺存在汽车刹车盘受热不均匀、冷却不均匀、零件尺寸变化大，零件质量不稳定，零件合格率低等问题。需说明的是，本发明的汽车刹车盘的退火方法是应用于汽车刹车盘的铁素体氮碳共渗(Ferritic Nitro-Carburizing, FNC)工艺中，FNC工艺是一种表面热处理工艺，在富氮环境下，氮原子吸附在刹车盘的外表面，该表层防腐蚀性能极佳，并且具有足够的摩擦力从而保障有效的制动效果。所述汽车刹车盘既可以包括单层盘片式刹车盘，也可以是双片式刹车盘。以双片式刹车盘为例，所述双片式刹车盘包括连接成一体且同轴心设置的一对风道盘，所述一对风道盘之间留有风道并在所述风道内设有连接所述一对风道盘的多个散热筋，任意相邻两个散热筋之间留有散热孔。
[0026]请参阅图1，显示为本发明汽车刹车盘的退火方法的实施步骤流程图。如图1所示，本发明所述汽车刹车盘的退火方法包括如下步骤:
[0027]步骤S101，提供专用工装，将待处理的汽车刹车盘置入所述专用工装内，使得各个所述汽车刹车盘得以竖直方式等间距摆放。在本实施例中，所述专用工装包括下料框以及与所述下料框配合、形成供容置所述汽车刹车盘的容置空间的上料框，所述下料框设有供竖直承托所述汽车刹车盘的多个承托区间。利用所述专用工装，可确保配置的各个所述汽车刹车盘相互独立、并以竖直方式等间距摆放。
[0028]步骤S103，将待处理的汽车刹车盘置入加热炉中，在所述加热炉中加入氮气N2