汽车零部件热处理技术_汽车零部件热处理

1.说出常见的四种热处理工艺

2.热处理的方法

3.7crsimnmov的热处理方法

4.比高频淬火好的热处理工艺

汽车零部件制造行业需要注意的职业卫生问题，这个要看具体是什么零件、用什么工艺。

如果是铸造，主要考虑粉尘、噪声、高温，特别是粉尘。

如果是热处理，要考虑高温、噪声、粉尘、工频电场、高频电磁场之类的。

如果是内部的塑胶装饰件，重点是各种有机溶剂。

说出常见的四种热处理工艺

汽车上的各个部件，每个部分的形状都是独特的，几乎没有相同的。许多人觉得很奇怪:是什么样的技术方法可以把金属、塑料等变成汽车上的零部件能。事实上，这涉及一个非常复杂的主题:汽车制造技术。

这些零件是汽车制造过程的一部分，称为汽车零件制造过程。从原材料到零件的第一步是制造零件毛坯。汽车零件毛坯的常见类型包括铸件、锻件、冲压件、焊接件和粉末冶金件等。因此，汽车零部件的加工技术包括铸造、锻造、冲压、焊接、粉末冶金、塑料成型等。

铸造是汽车制造过程中最常用的毛坯生产方法。约占汽车总重量10%的零部件是通过铸造获得的。随着铸造技术的不断发展，铸件的应用范围不断扩大，如曲轴、连杆、齿轮等过去由锻造技术制成的零件，逐渐被铸件所取代。

锻造是汽车零部件制造过程中的另一种常用方法，常用于受力复杂的重要钢件。冲压技术广泛应用于汽车行业。全金属薄壳结构，如车身上的覆盖件和结构件，以及形成车身的零件，基本上是通过冲压工艺生产的。

焊接在汽车装配过程中占很大比例。有一种工艺叫焊接装配工艺，就是通过焊接将各种冲压件装配到车身上，许多零件也是通过焊接装配的。专用自动焊接机和弧焊机器人工作站广泛应用于汽车制造和生产。其中，激光焊接是最先进的，已经在一些车辆上得到广泛应用。

粉末冶金零件在汽车中的应用越来越多。如汽车发动机的气门座、带轮、粉末冶金链轮、连杆等。汽车上有大量橡胶、塑料、陶瓷等复合材料，如保险杠、车门衬板、工作台、密封条、油箱等。它们是如何制造和成型的？这涉及非金属材料的成型过程。

这样加工的汽车零件不是真正的零件，表面仍然很粗糙，尺寸精度不能满足要求。这就需要机械加工了。除了机械加工方法之外，还有一些零件很难通过普通机械加工进行加工。在这种情况下，需要做特殊加工。

机械加工完成后，需要在汽车零部件真正完成之前进行最后一道工序，即热处理。以上就是制造汽车零件的工艺方法。可以看出，汽车零部件制造业几乎涉及社会的所有部门，尤其是工业制造业。

热处理的方法

1.退火

操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。

目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。

应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进行退火 。

2.正火

操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。

目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。

应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。

3.淬火

操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。

目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。

应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。

4.回火

操作方法：将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。

目的：1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。

应用要点：1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火；2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。

5.调质

操作方法：淬火后高温回火称调质，即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720度的温度下进行回火。

目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度；2.减小淬火时的变形和开裂；3.获得良好的综合力学性能。

应用要点：1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢；2. 不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理，而且还可以作为某些紧密零件，如丝杠等的预先热处理，以减小变形。

6.时效

操作方法：将钢件加热到80~200度，保温5~20小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。

目的：1. 稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期间的变形；2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，稳定形状和尺寸。

应用要点：1. 适用于经淬火后的各钢种；2.常用于要求形状不再发生变化的紧密工件，如紧密丝杠、测量工具、床身机箱等。

7.冷处理

操作方法：将淬火后的钢件，在低温介质（如干冰、液氮）中冷却到－60～－80度或更低，温度均匀一致后取出均温到室温。

目的：1．使淬火钢件内的残余奥氏体全部或大部转换为马氏体，从而提高钢件的硬度、强度、耐磨性和疲劳极限；2． 稳定钢的组织 ，以稳定钢件的形状和尺寸。

应用要点：1．钢件淬火后应立即进行冷处理，然后再经低温回火，以消除低温冷却时的内应力；2．冷处理主要适用于合金钢制的紧密刀具、量具和紧密零件。

8．火焰加热表面淬火

操作方法：用氧－乙炔混合气体燃烧的火焰，喷射到钢件表面上，快速加热，当达到淬火温度后立即喷水冷却。

目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍保持韧性状态。

应用要点：1．多用于中碳钢制件，一般淬透层深度为2～6mm；2．适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。

9．感应加热表面淬火

操作方法：将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却。

目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部保持韧性状态。

应用要点：1．多用于中碳钢和中堂合金结构钢制件；2． 由于肌肤效应，高频感应淬火淬透层一般为1～2mm，中频淬火一般为3～5mm，高频淬火一般大于10mm．

10．渗碳

操作方法：将钢件放入渗碳介质中，加热至900～950度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。

目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然保持韧性状态。

应用要点：1．用于含碳量为0．15％～0．25％的低碳钢和低合金钢制件，一般渗碳层深度为0．5～2．5mm；2．渗碳后必须进行淬火，使表面得到马氏体，才能实现渗碳的目的。

11．氮化

操作方法：利用在5．．～600度时氨气分解出来的活性氮原子，使钢件表面被氮饱和，形成氮化层。

目的：提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。

应用要点：多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金结构钢，以及碳钢和铸铁，一般氮化层深度为0．025～0．8mm．

12．氮碳共渗

操作方法：向钢件表面同时渗碳和渗氮。

目的：提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。

应用要点：1．多用于低碳钢、低合金结构钢以及工具钢制件，一般氮化层深0．02～3mm；2．氮化后还要淬火和低温回火。

7crsimnmov的热处理方法

1．正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。　　2．退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。　　3．固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。　　4．时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。　　5．固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。　　6．时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。　　7．淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。50CrVA弹簧钢880℃淬油金相组织　　8．回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。　　9．钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。　　10、离子渗氮在低于一个大气压的渗氮气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间的产生的辉光放电进行渗氮的工艺称为离子渗氮。其特点是：渗氮速度快；组织易控制，氮层脆性小；变形小；易保护，节约能源；污染少　　11．调质处理（quenchingandtempering）：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。　　12．钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺。　　随着现代科学技术的发展、热处理技术也不断地发展的越来越先进，给工业企业也带来了更大的便利，而传统的热加工工艺总是需要投入很多的和原材才能加工出优质的金属工件，而且在过程中也会产生大量的浪费现象，原材料利用不充分等等，而如今的离子渗氮炉在进行离子渗氮热处理加工工艺过程中却更能节约能源、排放污染物和气体更少、而且也提高了工作效率。是热处理历史中又一重要的发明。

比高频淬火好的热处理工艺

7CrSiMnMoV热处理工艺如下图：

7CrSiMnMoV属于国标冷作模具钢，执行标准：GB/T 1299-2014

7CrSiMnMoV钢淬透性良好，空冷即可淬硬，其硬度可达HRC62~64且空冷淬火后变形小，该钢不但强度高而且韧性优良。日本牌号：CH-1。适用于热作模,如铝、镁、锌、铜合金等压铸模;滑动零部件、各种工程树脂制品,也应用在高硬塑胶模具中,如发动机模具.

7CrSiMnMoV化学成分如下图：

整体热处理（Bulk Heat Treatment）整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其围观金相机构从而改变整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。"

退火（Annealing）退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，或者是使前道工序产生的内部应力得以释放，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。以45号钢为例，退火后的金相为奥氏体，退火后变得太软，一般45钢都不做退火处理。专业解释：将亚共析钢工件加热至AC3（加热时铁素体转变成奥氏体的终了温度）以上20-40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。

正火（Normalization）正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。以45号正火后金相为奥氏体+珠光体。 专业解释：将钢材或钢件加热到临界点AC3（对于亚共析钢）或Accm（加热时二次渗碳体溶入奥氏体的终了温度，对于过共析钢）以上30℃—50℃，保温适当时间后，在自由流动的空气中均匀冷却的热处理工艺为正火. 正火后生成亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+Fe3CⅡ正火与完全退火的主要差别在于冷却速度快些，目的是让钢组织正常化，亦称常化处理。

淬火（Quenching）淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。后钢件变硬，但同时变脆。以45号钢为例，很少单单淬火，因为它难得到想要的硬度。 专业解释：将钢奥氏体化后的钢件以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。

回火（Tempering） 回火是为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行较长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。专业解释：将经过淬火的工件加热到临界点AC1（加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度）以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。

调质（Quenching-Tempering）为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺。以45号钢为例，淬火后得到马氏体，接着回火得到索氏体。这样，就能使材料得到较高的强度, 又有优良的韧性、塑性、切削性能。

时效处理（Aging Treatment） 把某些合金也称固溶体（在固态条件下,一种组分内溶解了其他组分而形成的单一、均匀的晶态固体金属，平时用的不锈钢就是典型的固溶体）淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。例如，为消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，就需要进行时效处理。

形变热处理（Ausforming）把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法， 也相当于热锻造。最常见的例子，就是老式铁匠铺打铁。

真空热处理（Vacuum Heat-Treatment） 在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能。零件经真空热处理后，畸变小，质量高，且工艺本身操作灵活，无公害。因此真空热处理不仅是某些特殊合金热处理的必要手段，而且在一般工程用钢的热处理中也获得应用，特别是工具、模具和精密耦件等，经真空热处理后使用寿命较一般热处理有较大的提高。

表面热处理（Thermolizing） 表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。例如，一些轴类、齿轮和承受变向负荷的零件，表面具有较高的抗磨损能力，而内部又需要很好的韧性和强度。就可以可通过表面热处理，使工件整体的性能要求。

化学热处理（Thermo-Chemical Treatment） 化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质（气体、液体、固体）中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

表面改性技术（surface modified technique）则是用化学热处理和物理方法的方法结合。改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理（渗氮、渗碳、渗金属等）；表面涂层（低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等薄膜镀层、物理气相沉积、化学气相沉积等）和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高可靠性和延长使用寿命。最常见得莫过于家里的不粘锅。 除了特殊行业，特殊用途的金属产品（像齿轮、铸造件、不粘锅等），多数机械设计和制造都不需要进行额外的热处理，因为钢厂已经替代设计方进行过热处理了，让机械用金属原材料处于热处理过的状态。机械设计方只需选用就行。