离合器减振盘定型回火工艺改进

陈 胜 梁 勇 徐 健

桂林福达股份有限公司 广西 桂林 541199

图1为某车型离合器减振盘示意图,其材料为08钢,厚度1.5mm。要求零件表面硬度 ≥620HV,有效硬化层深度0.07－0.15mm,平面度热处理前要求 ≤0.1 mm、热处理后要求≤0.3 mm,外观要求为均匀一致的金黄色。零件加工工艺路线 ：冲压—碳氮共渗淬火 —回火—抛丸—定型回火—浸油—装配使用。减振盘碳氮共渗淬火后平面度达到0.8左右,定型回火后平面度0.5左右；另外发现定型回火后孔位置度发生变化,难以装配。同时颜色黄蓝相间,客户不是很认可。因此,有效控制变形和颜色成为是否正常投产的关键。

图1 减振盘零件图Fig.1 Plate of Clutch

1 减振盘热处理原工艺

减振盘定型回火采用VKSE 4/1型低温回火炉,回火温度为170±10℃,保温时间30－60分钟；定型回火采用定型回火机(上、下工作底板内置加热管),将减振盘定型模架在设备上,待模具到达指定温度370℃后将零件放入模具,然后直接加压保持50－70秒后卸压取出。由表1可见,原工艺生产的减振盘平面度、位置度、颜色均不合格,具体外观见图2(a)。

2 工艺分析及试验

2.1 影响平面度的因素

1)原工艺定型回火前进行回火虽然提高零件塑性,防止定型加压开裂；但同时也降低了相变塑性[1],使定型回火过程塑性变形困难,导致校平效果差。

2)温度。温度越高,平面度越好。将定型回火温度提高到420℃(其他不变),平面度达到0.25,但表面硬度最低570HV,表面颜色为深蓝、浅蓝不一。

3)时间。定型回火时间越长,平面度越好,但当时间超过120秒时平面度不再降低。定型回火时间120秒(其他不变),平面度0.35左右,表面硬度最低600HV,表面颜色为蓝色。

2.2 影响孔位置度的因素 对比定型回火前后孔位置度发现,孔分布圆直径呈现减小趋势,减小量在0.2－0.25左右。分析其原因为定型回火过程直接加压,没有进行预热,导致零件难以热涨,而定型回火后空冷,零件收缩,即没有热涨只有冷缩。

2.3 影响颜色的因素 定型回火后零件表面形成氧化膜,氧化膜厚度不同,颜色也就不同。

1)定型回火前的表面状态。①定型回火前表面由清洗剂残留形成碱斑的地方,氧化膜厚度增加,颜色也就不同。

②定型回火前表面呈现活化状态,氧化膜厚度增加,如抛丸比不抛丸氧化膜厚度增加。

2)温度。温度越高(时间不变),氧化膜越厚,颜色呈现明显的变化规律。温度从260℃到420℃,颜色分别呈黄白色、浅黄、金黄、微红、蓝色、浅蓝、蓝白色。

3)时间长短。定型回火时间越长,氧化膜越厚,但到达一定时间后氧化膜厚度基本不再随时间增厚。

3 改进措施

为解决变形和颜色问题,采取以下改进措施：①取消定型回火前的回火工序,提高定型回火过程相变塑性能力,从而降低零件平面度。②定型回火增加预热过程,即保证零件正常的热涨,又避免淬火后脆性大导致开裂。③改进模具结构,让零件各部位尽量贴合模具,温度均匀一致,从而颜色均匀一致。

图2 原工艺外观(a)及改进后外观(b)Fig.2 Appearance of original process(a)and appearance of improved process(b)

4 实施效果

改进后工艺流程为：冲压—碳氮共渗淬火 —抛丸—定型回火—浸油—装配使用,定型回火工艺见表1,最终检测表面硬度680－730HV,平面度0.05－0.15,颜色呈现均匀的金黄色(见图2(b)),达到要求。另外取消回火,节省一道工序,可大大节约能耗。