熱處理節(jié)能鋼鐵材料及在汽車制造業(yè)的應(yīng)用

馮嘉仁+郭星

【摘 要】伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，節(jié)能鋼鐵材料管理機(jī)制和應(yīng)用效果成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)，不僅僅要提升熱處理效果，也要對(duì)耗能較高的工序問題進(jìn)行集中梳理和綜合控制，一定程度上降低熱處理成本。本文從熱處理節(jié)能鋼鐵材料分類入手，對(duì)節(jié)能材料在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用模型展開了探討，旨在為相關(guān)項(xiàng)目管理人員提供有價(jià)值的參考建議。

【關(guān)鍵詞】熱處理問題；節(jié)能鋼鐵材料；汽車制造業(yè)

近幾年，節(jié)能鋼材料的應(yīng)用模型在不斷優(yōu)化，其實(shí)際應(yīng)用效果和市場(chǎng)價(jià)值都得到了廣泛的認(rèn)可，不僅實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益較高，其整體發(fā)展模型也更加的有效。正是基于此，在產(chǎn)業(yè)逐漸推廣和運(yùn)行過程中，也要針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行集中處理和控制。

一、熱處理節(jié)能鋼鐵材料分類

目前，熱處理節(jié)能鋼鐵材料主要是非調(diào)質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)。調(diào)質(zhì)因素就是淬火和高溫回火的復(fù)合化熱處理機(jī)制，在實(shí)際處理結(jié)構(gòu)運(yùn)行過程中，會(huì)消耗較大的能量，也是其熱處理工序中較為重要的工序結(jié)構(gòu)。在材料熱鍛處理和熱軋?zhí)幚砗螅ＷC空冷以及控冷結(jié)構(gòu)符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，能對(duì)性能等項(xiàng)目進(jìn)行集中調(diào)整和升級(jí)，確保管理維度和控制體系的完整性，利用節(jié)能手段取代調(diào)質(zhì)鋼材，從而獲得更加有效的效果和切削性能[1]。在實(shí)際管理結(jié)構(gòu)和設(shè)備處理項(xiàng)目中，熱處理節(jié)能鋼材是在能源短缺背景下的高效節(jié)能鋼材，性價(jià)比高，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)合金結(jié)構(gòu)鋼。并且，在實(shí)際管理機(jī)制建立和應(yīng)用過程中，已經(jīng)研發(fā)并且使用的熱處理節(jié)能鋼材主要包括F45MnV、F35MnVN、YF45MnV、YF45V、35VS以及40MnVS等，多數(shù)材料都被應(yīng)用在汽車曲軸以及連桿體系中，并且也應(yīng)用在半軸以及轉(zhuǎn)向節(jié)中，能發(fā)揮其實(shí)際價(jià)值和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[2]。

另外，熱處理節(jié)能鋼鐵材料在實(shí)際應(yīng)用中，能節(jié)省調(diào)質(zhì)工序，并且保證生產(chǎn)零件的熱處理效果較好，能降低70%到80%的能量。目前，較為實(shí)用的分析方法中，主要將熱處理節(jié)能鋼鐵材料分為熱軋鋼、熱鍛鋼以及易切削鋼等。若是按照其組織機(jī)構(gòu)，則會(huì)劃分為鐵素體和珠光體非調(diào)質(zhì)鋼。一般而言，熱鍛鋼主要應(yīng)用在典型零件制造方面，包括軸類、桿類以及銷類等結(jié)構(gòu)件中，而制造工藝項(xiàng)目主要是軋制和熱鍛處理，并且在機(jī)加工控制方面也主要應(yīng)用熱鍛鋼。而在螺栓類處理過程中，主要是應(yīng)用冷鍛鋼，集中在軋制、控制冷卻方面，在機(jī)加工項(xiàng)目應(yīng)用的也較為廣泛[3]。

二、熱處理節(jié)能鋼鐵材料在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

近幾年，將熱處理節(jié)能鋼材應(yīng)用在汽車零部件生產(chǎn)項(xiàng)目中，已經(jīng)成為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。其中，日本三菱汽車公司，甚至在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)方面進(jìn)行全面替換。而在我國(guó)國(guó)內(nèi)，東風(fēng)汽車在技術(shù)處理方面也具有一定的優(yōu)勢(shì)，主要是將熱處理節(jié)能鋼鐵材料在連桿、曲軸以及花鍵軸等方面。而我國(guó)最具規(guī)模的一汽，則利用熱處理節(jié)能鋼鐵材料制作重載汽車的前梁以及曲軸等。除此之外，在汽車制造業(yè)中，利用ADI熱處理設(shè)備上整體新型熱處理節(jié)能鋼鐵材料發(fā)展的重要元素之一，能在提升汽車整體性能的基礎(chǔ)上，確保生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量的優(yōu)化[4]。

例如，在天津夏利的連桿部件、南京汽車的連桿部件、江鈴汽車的前橋部件、上海桑塔納的曲軸部件以及富康的輪轂部位等，都采用的是熱處理節(jié)能鋼鐵材料。

三、特例分析

某國(guó)產(chǎn)品牌，汽車前軸元件初始使用的是45鋼，在整體車身質(zhì)量升級(jí)過程中，被要求進(jìn)行集中的調(diào)質(zhì)處理，主要是采用熱處理節(jié)能鋼鐵材料中12Mn2VBS作為結(jié)構(gòu)的對(duì)比試驗(yàn)參數(shù)。從鋼材的鍛造工藝流程出發(fā)，對(duì)下料、中頻加熱以及輥鍛進(jìn)行處理，按照頂鍛、終鍛以及切邊操作后，進(jìn)行熱校整和冷控制操作，最后進(jìn)行噴丸以及結(jié)構(gòu)元件檢測(cè)，并集中進(jìn)行機(jī)加工項(xiàng)目，對(duì)比鍛造工藝參數(shù)的同時(shí)，對(duì)其試驗(yàn)效果和比例進(jìn)行集中分析。另外，要對(duì)其進(jìn)行切削加工對(duì)比，由于12Mn2VBS鋼前鍛造件沒有經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，則室溫組織主要由粒狀貝氏體和少量鐵素體組成，硬度較為均勻，并且鋼材中含有較高的硫量，能有效提升整體設(shè)備和結(jié)構(gòu)的切削性能，能提升20%到30%的性能效果。

除此之外，對(duì)比傳統(tǒng)鋼材和新型熱處理節(jié)能鋼鐵材料，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度都較為相似，但是，由于新型熱處理節(jié)能鋼鐵材料主要是由貝氏體顆粒狀組成，其實(shí)際的韌性稍差。而新型熱處理節(jié)能鋼鐵材料能在橫向彎曲、縱向彎曲以及垂直彎曲三方面具有較高的抗疲勞能力。利用新型熱處理節(jié)能鋼鐵材料能將鍛造成本壓至最低，也同樣節(jié)約了采購成本，具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和處理效果，生產(chǎn)效率提升的同時(shí)，刀具使用壽命和切削性能都能得以升高。

結(jié)束語

總而言之，在汽車制造業(yè)蓬勃發(fā)展的進(jìn)程中，借助有效的管理機(jī)制和控制措施，能在提高管理維度和管理模型有效性的基礎(chǔ)上，建構(gòu)更加系統(tǒng)化的控制體系和管理維度，能在大大縮減工藝周期的基礎(chǔ)上，節(jié)約更多的能量和能源，從全局角度升級(jí)新型熱處理節(jié)能鋼鐵材料的應(yīng)用效果，也為我國(guó)汽車發(fā)展行業(yè)的高速發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李光瀛.汽車構(gòu)件與零部件新材料及其熱處理新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[C].第七屆中國(guó)熱處理活動(dòng)周論文集.2013.

[2]李光瀛.汽車構(gòu)件與零部件新材料及其熱處理新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].金屬熱處理，2015.

[3]徐祖耀.將淬火-碳分配-回火（Q-P-T）及塑性成形一體化技術(shù)用于TRIP鋼的創(chuàng)議[J].熱處理，2015.

[4]金林奎，趙建國(guó)，王春亮等.20CrMnTi鋼汽車齒輪熱處理變形分析及控制[C].2015第六屆先進(jìn)節(jié)能熱處理技術(shù)與裝備研討會(huì)論文集.2015.