考虑将热处理工艺引入内部?好处是存在的,但首先要考虑的因素有很多

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“给我看看钱款!”Rod Tidwell在同名电影中挑战了Jerry Maguire,并且在传输产品经理说“我们必须在内部带来热处理时,这也是高级管理层的卷土重来。

有两种有时相互竞争的方法用于机箱硬化变速箱齿轮:感应硬化和批量渗碳。业内几乎没有人会否认,单一零件加工提供了最终的制造控制,但在提高能源效率方面可能是最不有效的。今天的加工中心和微米级检测系统提供了极其精确的过程控制,创造了一个几乎完美的齿轮形式。如果齿轮从那里直接进入变速器不是很好吗?

感应是使用间接电磁力如滞后和电涡流加热齿轮齿根,而不是核心材料,并在水或聚合物淬火的过程。这通常是在齿轮旋转时完成的,以平衡能量转移。由于齿轮的表面碳不像渗碳时那样随感应而增加,因此整个齿轮的含碳量,甚至非淬硬的齿轮芯都必须含有足够的碳,至少0.7%,才能在90%马氏体时产生60洛氏硬度值。除了增加材料成本,更高的碳钢对加工来说更成问题,可能需要预先热处理以解决原材料形式中的不均匀碳分布。

对于那些认为诱导比渗碳更有效的人来说,考虑如何从480伏实用工具到齿轮操纵电力。电力流过变压器,频率逆变器,电容器,二极管或整流器,最后通过感应线圈和齿轮。线圈必须精确地设计成匹配被加热的部件;不同的齿轮模块,不同的线圈。介意你,这是一次发生的一部分。从实用程序到最终用户应用的电力成本通常基于峰值和功率因数(PF),是效率的术语。电感负载衰减PF,降低效率,而加热元件如电阻载荷几乎没有负面影响。

与此相比,在推炉或批量炉中同时对数百个齿轮进行渗碳处理,每个齿轮在相同的气氛和环境中接受相同的过程。是的,整个渗碳炉是加热的,但每个齿轮的材料成本是最低的。例如,在36”x 72”x 36”燃气加热(UBQ)批量整体淬火炉中,对5,500磅(2,500千克)卡车后轴小齿轮进行渗碳、油淬、清洗和回火的操作成本:

公用事业成本:
•天然气,$6.00 / decatherm = 1,000立方ft. (28.3 M3) = 1,000,000 BTU (1 x 109焦耳)
•电力,每千瓦0.07美元(一个HP = 0.74千瓦)

周期:
•加热至1700°F(926°C)
•在1700°F(926°C)下渗碳12小时至4060“(1.5毫米)
•冷却至1550°F(843°C)
•油淬火
洗涤温度180°F(82°C)
•回火温度为350°F(182°C)

以上操作成本= 0.0182美元或1.82美分每磅和5.64美元每小时的生产速率,通过整个热处理过程310磅每小时× 7466小时每年= 2,314,460磅每年。

为了达到更高的产量(汽车通常是这样),现代八速自动变速器需要渗碳处理的传动系统部件每年可以达到16,64.6万磅。该产品需要一个两排推式炉,在1700°F(926°C)下进行6个小时的渗碳,油淬、清洗和回火,成本为每磅0.0118美元或1.18美分。显然,我的归纳比较并不完全公平,但它确实说明了制造工程师或商业热处理人员经常遇到的极端情况。俘虏热处理必须考虑的问题是:生产需要;热处理设备资本性成本;运营和基础设施成本;国家的操作;可用性和可靠性(每月停电);物料处理和零件流程;和环境问题。

商业热处理面临着类似的决策,但也面临着自己的竞争形势,因为其他人可能会在同一项目上竞标。除非他们已经拥有内部的设备,否则商业热量可以考虑这样的项目,除非他们已经内部的设备,这是他们会知道运营成本的优势。没有现有设备需要从OEM中长期承诺,以证明专用系统的成本和折旧。这就是为什么批量整体骤冷炉如此受欢迎的商业热处理,即使是更高的生产。它们提供无限的灵活性,通常在原始承诺计划之后运行其课程。推杆炉设计用于特定的生产体积,具有较小的变化。