對(duì)汽車齒輪鍛造毛坯進(jìn)行預(yù)先熱處理,主要是為了獲得適宜的鍛件表面硬度并為第二熱處理作好金相組織準(zhǔn)備。傳統(tǒng)的預(yù)先熱處理方法大多采用常規(guī)正火處理。該工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗少、工藝要求不高,因此應(yīng)用較為廣泛。隨著對(duì)汽車齒輪質(zhì)量要求的提高,特別是引進(jìn)車型用鋼材料的多樣化,由于普通正火時(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)變是在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,因此得到的組織不均勻;而且批量正火冷卻時(shí),鍛坯往往成堆在空氣中冷卻或吹風(fēng)冷卻,其冷卻速度易受其在堆中的位置及周圍環(huán)境的影響,造成同批零件的硬度波動(dòng)較大(156～207HB),同時(shí)又會(huì)增大滲碳淬火時(shí)的變形量,而對(duì)于淬透性較高的鋼,甚至?xí)a(chǎn)生貝氏體組織。因此,國(guó)內(nèi)逐步采用等溫退火工藝進(jìn)行預(yù)先熱處理,通常等溫溫度在560～650℃范圍內(nèi),以保證現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)時(shí),齒坯在預(yù)先熱處理后能獲得均勻的組織和硬度(160～180HB),這對(duì)于減少齒輪的滲碳淬火變形,降低運(yùn)行時(shí)的噪音具有重要意義。在國(guó)外,汽車齒輪鍛坯普遍采用等溫退火處理,而且對(duì)不同的材料規(guī)定了不同的等溫退火工藝,如德國(guó)大眾公司、奔馳公司、意大利菲亞特公司等。國(guó)外生產(chǎn)實(shí)踐表明,經(jīng)等溫退火處理的齒輪不僅機(jī)加工性能大大提高,而且滲碳淬火后的變形也明顯減小。
當(dāng)然,采用等溫退火仍需將鍛坯重新自室溫加熱至900℃以上高溫,這將消耗大量能源。由于汽車齒輪鍛造的終鍛溫度一般在900℃以上,此時(shí)工件仍處于奧氏體狀態(tài),如迅速將其均勻冷卻到Ar1以下珠光體相變區(qū)進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變,可獲得與常規(guī)等溫退火相似的顯微組織和硬度,從而大大節(jié)約能源和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率并改善鍛坯質(zhì)量。近年來,在汽車工業(yè),利用鍛造余熱進(jìn)行等溫退火已有研究和應(yīng)用,但要進(jìn)行大批量生產(chǎn)依然還存在一些技術(shù)難點(diǎn)。