汽车门锁止动爪渗碳工艺

郭银芳，万俊

某汽车门锁止动爪零件，需表面渗碳淬火处理，以获得一定深度的渗碳层和表面硬度。因零件为精冲-弯曲成形件，热处理变形会影响弯曲高度，造成高度尺寸超差，需增加校正工序。而且由于零件小，批量大，使校正工序费时费力。因此，寻找合适的热处理工艺，不仅满足热处理技术要求，而且变形小，可为企业降本增效。

1.试验零件与方法

（1）技术要求 零件材料为20钢，渗碳淬火工艺要求为：渗碳层0.1～0.4mm，表面硬度460～660HV3，零件压弯高度（7.5±0.2）mm。零件尺寸及形状如图1所示。

（2）工艺制订分析 零件小且批量大，属于浅层渗碳，表面硬度范围较宽，因此首选网带炉渗碳淬火。装炉方式首先考虑自由摆放，并根据热处理后的变形情况做出调整。碳势设定为常用值1.0%。

2.试验及结果

网带炉渗碳淬火和回火工艺参数见表1。

零件摆放方式：自由摆放在网带上。淬火后的零件进行250℃回火，经维氏硬度检测，表面硬度470～650HV3，渗碳层0.3mm，硬度和渗碳层都合格。经尺寸检测，部分零件变形较大，弯曲高度尺寸7.4～7.8mm，需增加手工校正。且在校正过程中，发现10%的零件开裂，检测开裂的零件，表面硬度在580～650HV3，心部硬度45～50HRC。

分析零件变形大的原因之一是零件摆放方式无规律，零件与网带接触面不一样时，零件受自重影响不一样，因而在加热过程中受力状态不一致，因此变形无规律，部分零件变形大。

图1 止动爪零件示意

零件开裂的原因是零件表面和心部硬度高，零件经手工敲击校正时脆性大，导致开裂。因零件摆放无规律，零件淬火后的硬度区间大，故提高回火温度到280℃，部分零件表面硬度在460HV3以下，表面硬度超下限。

3.工艺优化

基于以上情况，对止动爪热处理工艺进行如下优化：

（1）装炉方式 零件大截面平铺于网带上，且零件长度方向与网带运行方向平行，如图2所示。保证零件受力一致，入油淬硬均匀性好。

图2 优化后的止动爪装炉示意

（2）渗碳工艺 降低淬火温度到（850±10）℃，减少变形。同时调整碳势到0.9%±0.05%，降低零件表面含碳量，降低开裂风险。优化后的渗碳淬火工艺参数见表2。

（3）检测结果 提高回火温度到350℃，获得适中的心部硬度。工艺优化后结果见表3。

采用上述优化工艺对止动爪进行了热处理，各项检测均满足技术要求，零件硬度均匀性好，且敲击试验无开裂。检测结果验证了该优化工艺的可行性。

4.结语

（1）零件装炉方式直接影响着零件热处理变形和硬度均匀性，止动爪长度方向平行于网带运行方向摆放，可以降低变形和提高硬度均匀性。

（2）网带炉渗碳碳势控制在0.85%～0.95%，适合表面硬度适中的浅层渗碳零件，可获得较好的综合力学性能。

表2 优化后的止动爪渗碳淬火工艺参数

表3 工艺优化后的止动爪检测结果