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【封面故事】欧瑞康:汽车氮化工艺的“领航者”
更新时间:2022-08-11 03:38:16 作者:外围手机版下载链接 来源:在线竞彩手机版下载链接

  氮化工艺作为一种表面热处理工艺,应用范围广泛,适用于汽车、工程机械、模具及液压设备行业等。尤其是在质量要求极高、市场需求量较大的汽车行业,氮化工艺技术已深度渗透并具有广阔的发展前景,大批量通过施加氮化工艺以增强耐磨性、耐腐蚀性的汽车零部件为市场所需。

  近期,本刊记者与瑞士企业欧瑞康旗下汽车氮化事业线中国区总监李跃先生进行面对面的沟通,深入了解汽车氮化领域的现有先进技术与未来革新方向,同时也对欧瑞康汽车氮化事业线的业务发展及战略规划有了更为立体的认识。

  欧瑞康对外提供氮化服务的时间要追溯至20世纪80年代,那时正值氮化工艺的应用初期。至20世纪90年代,欧瑞康在氮化工艺被广泛应用的“发展期”开垦出了自己的一番天地,并通过实现技术革新与经验累积,为市场提供完善的表面技术解决方案。

  截至目前,欧瑞康汽车氮化事业线能够提供气体氮化和离子氮化表面处理工艺,涉及多项专利技术,每年服务的产品高达5000多万件。

  谈到国内氮化工艺的发展现状,李跃先生坦言:“目前,大部分中国氮化处理供应商的产量规模不大,且在精益管理方面做得也不够完善,而欧瑞康在这些方面做到了国内领先。我们具备自主研发热处理炉的能力,能迅速匹配对应的应用参数,实现从源头进行质量把控。同时,我们承诺为客户提供‘金牌服务’,以服务客户为己任,通过专业的服务和技术为客户排忧解难。”

  实际上,欧瑞康得以稳固表面处理行业“领航者”地位的原因有很多,最重要的一大因素在于——欧瑞康的表面技术解决方案是全方位的。相较于传统热处理及盐浴渗氮技术,欧瑞康的等离子渗氮处理能更高效地实现“绿色环保”,不但属于环境友好型工艺技术,且尺寸精度高,表面粗糙度增加较小,可进行维修焊接,局部处理也更简单。此外,渗氮系统适应性强,对环境亦安全、环保,所以欧瑞康的离子活化系统能方便地组合到现有生产线中。

  据了解,欧瑞康庞大的用户量在全球名列前茅,其热处理业务的市场占有率跻身欧洲市场前三位。李跃先生告诉本刊记者:“目前,欧瑞康是全球唯一一家能在表面热处理领域做到既提供设备,又能提供原材料,还可以为客户提供完善服务的企业。”与此同时,欧瑞康以“高精尖技术”为核心,不断增强自身的研发能力,在已有的技术基础上进行多功能技术、流程优化、智能化生产等方面的开拓与创新,并立志通过“高精尖技术”的应用来推动行业革新。

  值得一提的是,在运营方面,欧瑞康在每个环节都贯彻利用其严格有序的“军事化”管理手段,实现高质量管控。李跃先生认为:“贯穿生产全程的跟踪监督都在为产品质量保驾护航,这使得我们为广泛的客户群所信赖。我们的目标是打造领先的汽车零部件氮化处理供应商,为达成这一目标,我们将持续改进、精益求精。”

  据李跃先生介绍,在汽车领域,氮化工艺的典型应用包括悬架系统球销、变速系统齿轮轴、换挡轴、皮带轮、发动机曲轴和凸轮轴等零部件。但与普通的氮化技术所不同的是,欧瑞康的氮化工艺具备提高这些零部件耐磨性、耐腐蚀性的优势。

  如要将欧瑞康在汽车氮化领域取得的技术成果与研发突破进行梳理,不妨从以下四个方面进行观察:

  在汽车轻量化材料的研究开发中,奥氏体不锈钢因具有较好的耐蚀性能,但由于材料基础硬度低,且不能通过相变进行强化,导致耐磨损性能差,这一点限制了材料性能的发挥。

  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,有极好的冲压成形能力,也能耐受高温腐蚀环境,但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。

  为了提高汽车发动机性能并减小重量,业内对气门机构组件和传动装置提出了相应的要求。在最高转速和传递的扭矩都增加的同时,零部件结构要变得更紧凑,以提供更有效的承载空间。发动机中使用的弹簧(气门簧)和扭转减振弹簧在原材料、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。

  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,还可以使扭转减振弹簧承受更高载荷。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。

  随着粉末冶金技术的发展,粉末冶金零部件被大量应用于汽车工业中,如传动系统中的同步器轮毂、齿环、阀链组件中的链轮等。对粉末冶金件进行氮化处理,并在零部件表面形成均匀的氮化层,可以有效减少磨损,提高其使用寿命。

  李跃先生表示,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。

  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。球销是组成汽车底盘悬挂接头的主体,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。裂纹敏感的螺纹部位,采取工装防护可避免氮化,仅氧化处理,以提高抗腐蚀性能。对于没有螺纹的球杆,结合使用感应淬火,可以使整个球销的使用性能得到大幅提高。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。

  谈到战略规划,李跃先生表示,欧瑞康汽车氮化事业线将通过围绕“绿色环保、高效节能”的理念,令企业成为汽车零部件氮化处理供应商中的佼佼者。

  在生产自动化方面,欧瑞康预备将德国工厂已成熟运用的“生产自动化”概念引入中国。就目前的行业现状来看,表面热处理行业的智能化工厂乃至无人化工厂,都是企业今后要去探索的方向。欧瑞康在德国工厂应用机器手臂、机器人设备,全面铺开“自动化”发展路线。同时,欧瑞康研发出“智能软件控制系统”,可通过该系统在线观察工厂运行状况,具备自动曲线分析系统、自动报警系统、自动参数纠正系统等功能,一旦发现系统报出错误代码,可立即进行远程控制。

  在技术革新上,欧瑞康发现众多零部件产品由不锈钢或高温合金构成,为了顺应汽车“轻量化”的目标,市场可能会逐步倾向于选择低成本的材料。而欧瑞康能通过其氮化工艺对这些低成本材料进行表面加强处理,使得零部件强度得到巩固,保持良好品质,但重量与成本却得到有效降低。李跃先生指出:“何以利用我们的先进技术来填补材料缺乏的性能,使得低成本材料转化为在一定程度上满足行业要求的好材料?这便是我们即将迎来的技术挑战。”

  在应对客户需求方面,李跃先生表示,客户往往会有“硬需求”和“软需求”之分。“硬需求”是指技术需求,需要欧瑞康在设备、技术与产品上加以改进升级。“软需求”则是指,诸多国内热处理企业在规模或内部管理上还比较薄弱,管理水平在一般的机械行业仍处于中后端,由此,业内亟需一家能够把质量放在第一位、管理水平较高的企业来完成汽车领域的热处理工作,而欧瑞康致力于满足客户的这番“软需求”。

  采访临近尾声,李跃先生表示:“我们身为供应商,常常能参与主机厂的前期开发工作,这与欧瑞康的高质量、规模化的热处理团队密切相关。我们将在近两年加速扩张优秀的人才团队,也将持续为技术的创新升级倾心尽力,更要为各大工厂的高效、安全运营坚守阵地。我们的工厂在安全隐患方面做到‘零事故’,这甚至比巨大的市场份额或销售成绩更令我们感到自豪。”

  如今,汽车产业的创新发展可谓热浪迭起,业内往往将视线聚焦于新能源汽车、自动驾驶等新生代事物及技术上。然而,相比于这些新技术的开垦,传统技术所达到的突破与创新更为弥足珍贵。

  汽车氮化工艺或许只是千千万万种复杂工艺里的一个分支,但通过精益求精的技术革新,它也为推动汽车产业的节能减排、绿色环保等发展目标做出了贡献。相信在未来,欧瑞康在开拓其核心业务的同时,仍将一如既往地保持初心,成为汽车氮化领域当之无愧的“领航者”。

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