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提升汽车零部件性能?氮化工艺帮您忙!

2018-10-25 12:110

作为汽车氮化技术的“领航者”,欧瑞康专注汽车氮化技术80多年,通过一系列独特的表面技术、设备、材料,以“高精尖技术”为核心显著提高汽车零部件表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度、抗烧伤性且几乎没有尺寸形变、公差基本保持一直的功能特性满足市场需求,深受各大汽车行业客户欢迎,并以此推动汽车行业节能减排、绿色环保等发展目标,努力打造汽车氮化技术“航母级”供应商。

01、介绍

欧瑞康从80年代开始对外提供以氮化工艺为基础的服务,并不断创新开发,拥有多项专利技术,其中包括业界最为知名的大众汽车零部件制定工艺--BALITHREM® IONIT,这种氮化技术可以用于所有烧结材料、所有类型的钢材(包括高合金钢)以及有色金属的渗氮与氮碳共渗处理。

在中国,欧瑞康汽车氮化事业线主要提供气体氮化和等离子氮化表面处理工艺。等离子氮化技术是欧瑞康非常独特的行业领先技术,这种技术利用辉光放电,使得氮气电离后产生的氮离子轰击零件表面,加热并进行氮化,从而获得表面渗氮层。

等离子渗氮处理的温度相对较低,只有300℃-500℃,对零件本身的变形影响很小,对于精度要求非常高的零件和一些薄壁零件,是一种非常理想的表面处理工艺。

02、应用

这种离子化学热处理工艺,广泛适用于铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢及钛合金等。零件经过等离子氮化处理后,可显著提高零件表面的硬度、使其具有较高的耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀能力及抗烧伤性等,且几乎没有尺寸变形、公差也基本一样。

在汽车行业,等离子氮化处理工艺最典型的应用包括悬架系统的球销、变速器系统的齿轮轴、换挡杆、同步环和齿轮,发动机的曲轴、凸轮轴、气门弹簧、皮带轮等,此外还有制动缸、衬片支座等制动部件,转向系统连接件等底盘部件,雨刮轴和座椅调节装置等内部装置。

这些零部件对耐磨性能和耐腐蚀性能的要求非常高,或者需要局部渗氮处理——这种情况下采用可以重复使用的固定遮蔽装置进行等离子氮化是最佳方案。

03、创新

欧瑞康汽车氮化事业线等离子氮化处理技术针对粉末冶金、不锈钢、弹簧新材料的创新应用,以及氮化氧化相结合的创新工艺,已为客户带来巨大价值。

1. 不锈钢的氮化处理

通过等离子渗氮处理,可以显著提高金属材料的表面硬度和耐磨性能,大幅提高了奥氏体不锈钢在汽车工业的应用。同时,通过简单的机械屏蔽,易于实现局部保护。两者相结合,既能实现局部区域耐腐蚀的要求,也能满足部分区域耐磨损的要求。相较于低温等离子氮化,其生产效率也获得了大幅提升。

以衬套为例,其为应用于汽车发动机可变正时气门的零部件,采用奥氏体不锈钢,该零部件内壁需要较好的耐磨能力。根据这样的产品需求,对零部件内壁采用离子氮化处理,外壁使用机械屏蔽,不会影响耐腐蚀性能,既满足产品性能要求,又能降低生产成本。

 

2. 91SC新材料的开发

欧瑞康通过专用的低温气体氮化工艺,能实现产品表面几乎无化合层,还可以使扭转减震弹簧承受更高载荷。该工艺目前已批量应用于SiCr、SiCrV及SiCrV-Ni(91SC新材料)系列弹簧产品中。

汽车发动机中使用的弹簧(气门簧)和扭转减震弹簧在原材料、热处理及后道机加工等方面,在使用常规方法的条件下都已经达到极限,而通过附加渗氮处理,能够进一步提高残余压应力,同时还提高了约30%的抗疲劳能力。

弹簧氮化处理工艺要求非常高,一方面,要在承受振动应力作用的弹簧表层于不产生化合层的前提下提高硬度;另一方面,还要避免弹簧受到回火作用而造成强度损失,所以处理温度必须相对较低。

3. 粉末冶金新应用

由于粉末冶金件是多孔性材料,含有粘结剂、油脂等物质,当前只能使用离子氮化进行处理。对此,欧瑞康美科为粉末冶金件开发了专用离子氮化设备及工艺,使得零部件无需清洗,只要在单一的处理过程中,先在炉中真空脱脂,再进行离子氮化,极大地降低了生产成本,且经过氮化的零部件尺寸稳定性好、白层均匀。

4. 氮化与氧化相结合

利用离子氮化的易于防护性,将离子氮化与氧化处理等工艺相结合,可以获得优异的产品性能。

以球销为例,作为组成汽车底盘悬挂接头的主体,球销用于传递驾驶动作、提高驱动性能。对球销球头进行离子氮化与氧化复合处理,能进一步降低摩擦系数,减少球体和塑料轴承套之间的磨损和摩擦,并减少配对件的磨损。

欧瑞康与大众汽车联合研发,采用气体氮化+等离子活化+氧化工艺,之后还被大众汽车及部分大众的供应商写入技术标准或唯一指定的工艺,作为其产品质量的保证。这样的复合处理技术已开始批量应用于部分车企的高端车型上。

04、环保

欧瑞康汽车氮化事业线一直积极从自身的技术设备和工艺上不断改善,提升氮化处理的技术水平和行业应用水平。欧瑞康氮化技术非常环保,因为气体氮化工艺的最终气体都被燃烧成水蒸汽,等离子氮化使用氮气对环保没有任何污染。

传统的常规渗氮工艺,比如盐浴渗氮,将会受到日益严格的环保法规限制,而等离子渗氮技术可以作为一项替代技术予以广泛应用,未来前景广阔。 

来源:欧瑞康美科表面技术

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