博一建材讯:随着汽车产品向节能、环保、轻量化、小型化发展,汽车用高强度紧固件越来越受到重视。汽车紧固件是汽车的主要连接件、功能件,占汽车零件总数量的50%左右。生产汽车高强度紧固件的关键点,一是材料,二是热处理,无论哪一点有问题,都将导致高强度紧固件的性能失效。我国高强度汽车紧固件的开发研究,还处于相对落后状态。
汽车高强度紧固件要获得具有良好综合力学性能的回火索氏体、回火托氏体组织,前提是其淬火时要保证心部得到马氏体组织,这与钢的淬透性密切相关。不论是碳素钢还是合金钢,在完全淬透的情况下,紧固件经高温回火得到相同硬度的成品时,它们的力学性能如强度、塑性和韧性等都差不多。但是如果不完全淬透的话,即使回火后的硬度与淬透后回火的相同,其屈服强度、锻后伸长率、断面收缩率和冲击韧度等都要低些,其降低程度随淬透程度的减少而增大。
淬火加热温度主要根据钢的化学成分,结合具体工艺确定。钢的化学成分是确定淬火温度的主要因素,根据淬火介质的不同,采用的淬火加热温度也不同。对心部淬硬的紧固件来说,由于组织应力和热应力的综合作用,产生的最大拉应力将处于零件表面附近,从而引起淬裂,这个淬裂危险尺寸与所用淬火介质有关。对于螺栓,水淬时的直径为8~10mm,油淬时的直径为20~39mm。处于危险尺寸的螺栓淬火时,必须采取适当的措施以防止淬裂。
汽车的节能化、轻量化发展,对发动机和动力系统的设计提出了更高要求,随着强度的提高,由氢脆引发的断裂,主要是经淬火回火的马氏体钢,发生在屈服强度>620MPa、硬度值>31HRC的高强度材料,抗拉强度越高,对氢脆越敏感,材料越容易吸氢,而驱氢越不容易。
金相组织对钢的氢脆敏感性影响很明显。回火马氏体、上贝氏体、下贝氏体、索氏体、珠光体、奥氏体对氢脆的敏感性依次降低。汽车紧固件调质热处理是在高温下进行的,为了减少热处理过程中表面氧化的生成,常常在加热炉中加入保护气氛。若保护气氛中含有氢化合物,就有可能在热处理过程中吸氢,增加紧固件的氢脆风险。为防止氢脆,1000~1300MPa高强度紧固件必须在电镀后驱氢。
在一定条件下,原材料质量的优劣将影响紧固件生产工艺参数的选择,并直接影响汽车用高强度紧固件综合性能和使用安全。汽车装配过程中,汽车高强度紧固件的开发和应用,还存在着来自原材料供应商和加工制造方面的挑战。
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