RINGKASAN

Rawatan haba untuk komponen kereta yang ditempa biasanya dibahagikan kepada dua kategori berbeza berdasarkan bila haba dikenakan: Penempaan Panas (Pengekerasan Tekanan) dan Rawatan Haba Selepas Penempaan .

Pencetakan Panas melibatkan pemanasan lempeng keluli boron (biasanya 22MnB5) ke suhu melebihi 900°C sebelum dibentuk dan dipadamkan secara serentak dalam acuan. Ini menghasilkan komponen struktur kekuatan ultra-tinggi seperti tiang B dan bumper dengan kekuatan tegangan sehingga 1,500 MPa. Rawatan Haba Selepas Penempaan menggunakan proses sekunder—seperti Karburisasi, Feritik Nitrokarburisasi (FNC), atau Pengerasan Induksi—ke atas komponen yang telah ditempa sejuk. Kaedah ini sesuai untuk mekanisme fungsian seperti pelaras kerusi dan engsel brek yang memerlukan rintangan haus tanpa mengubah geometri teras.

Dua Laluan Utama: Pengerasan Panas vs. Rawatan Susulan

Apabila kejuruteraan komponen automotif yang ditebuk, pemilihan rawatan haba bukan sekadar langkah penyelesaian; ia menentukan keseluruhan strategi pembuatan. Industri membahagikan proses ini kepada dua aliran kerja utama: Pengerasan Penekan (Hot Stamping) dan Rawatan Haba Sekunder (Cold Stamping + Post-Process) .

Memahami perbezaan asas antara laluan ini adalah penting bagi pengurus pembelian dan jurutera reka bentuk:

• Penyepaduan berbanding Pemisahan: Hot stamping mengintegrasikan pembentukan dan pengerasan dalam satu hentaman acuan. Bahan memasuki tekanan dalam keadaan lembut dan keluar dalam keadaan mengeras. Sebaliknya, rawatan selepas itu memisahkan peringkat-peringkat ini; bahagian dibentuk secara sejuk (lembut) kemudian dihantar ke relau untuk pengerasan.
• Khusus Material: Hot stamping hampir sepenuhnya menggunakan keluli mangan-boron (seperti 22MnB5) yang direka untuk mengubah struktur mikro semasa pensuisan. Rawatan selepas bekerja dengan pelbagai jenis keluli karbon rendah hingga sederhana dan aloi (seperti 1020, 4140, atau 8620).
• Matlamat Utama: Matlamat pengeposan panas biasanya adalah integriti struktur dan keselamatan pelanggaran (anti-pencerobohan). Matlamat rawatan susulan sering kali adalah rintangan haus, jangka hayat lesu, atau perlindungan kakisan untuk komponen yang bergerak.

Pengeposan Panas (Pengerasan Mampu): Untuk Struktur Kritikal Keselamatan

Pencetakan Panas , juga dikenali sebagai Pengerasan Mampu, telah merevolusikan keselamatan automotif. Ia membolehkan pengilang menghasilkan komponen struktur yang kompleks dan ringan yang mampu menahan daya pelanggaran yang sangat besar tanpa retak. Proses ini merupakan piawaian bagi "sangkar keselamatan" kenderaan moden, termasuk tiang A, tiang B, rel bumbung, dan rasuk pencegah pencerobohan pintu.

Proses: Dari Austenit kepada Martensit

Sains di sebalik pengeposan panas bergantung kepada perubahan metalurgi yang tepat. Proses ini bermula dengan pemanasan lekapan keluli dalam relau kepada suhu lebih kurang 900°C–950°C. Pada suhu ini, struktur dalaman keluli berubah daripada ferit-perlit kepada austenit , menjadikannya sangat mulur.

Lajur panas merah kemudian dengan segera dipindahkan ke acuan berpendingin air. Apabila penekan menutup untuk membentuk komponen tersebut, permukaan acuan sejuk secara serentak mendinginkan keluli. Penyejukan pantas ini (dengan kadar yang kerap melebihi 27°C sesaat) mengawal jejak atom karbon dalam kekisi yang terherot, menukarkan austenit kepada martensit . Hasilnya adalah komponen dengan kekuatan alah yang meningkat daripada kira-kira 400 MPa (dalam keadaan awal) kepada lebih 1,500 MPa.

Kelebihan dan Kekangan

Kelebihan utama penempaan panas ialah keupayaan untuk membentuk bentuk kompleks tanpa "lenting balik" (kecenderungan logam kembali ke bentuk asal), memastikan ketepatan dimensi yang luar biasa. Walau bagaimanapun, proses ini memerlukan pemotongan laser khas untuk lubang dan tepi, kerana keluli yang telah mengeras terlalu sukar untuk alat pemotong mekanikal konvensional.

Pengerasan Selepas Penempaan: Untuk Komponen Haus dan Komponen Bergerak

Sementara penempaan panas membina rangka kereta, Rawatan Haba Selepas Penempaan memastikan ketahanan organ bergeraknya. Komponen seperti penyanggah kerusi, plat transmisi, gear brek parkiran, dan kunci pintu biasanya ditekankan sejuk daripada keluli yang lebih lembut dan kemudian dikeraskan untuk mengelakkan haus.

Bagi pengilang yang melalui peralihan daripada prototip kepada pengeluaran besar-besaran bagi komponen berfungsi yang kompleks ini, perkongsian dengan pembekal yang berkemampuan adalah penting. Shaoyi Metal Technology pakar dalam menjembatani jurang ini, menawarkan penyelesaian penekanan yang komprehensif selaras dengan piawaian ketat OEM global, daripada kejuruteraan awal hingga penghantaran akhir yang telah melalui rawatan haba.

Pengkarbonan (Kepelikan Permukaan)

Pengkarbonan adalah proses pilihan untuk bahagian yang mengalami geseran dan beban berat, seperti gear dan ratchet. Dalam proses ini, bahagian keluli berkarbon rendah dipanaskan dalam atmosfera yang kaya dengan karbon. Karbon meresap ke dalam permukaan, mencipta lapisan luar yang keras sementara terasnya kekal lembut dan mulur. Ini lapisan luar keras/teras mulur gabungan ini mengelakkan bahagian daripada patah akibat hentaman mengejut sambil memastikan permukaannya rintang terhadap kehausan daripada komponen pasangannya.

Pengerasan induksi

Apabila hanya kawasan tertentu pada bahagian tampalan memerlukan pengerasan—seperti gigi gear tempat duduk atau hujung cakar—pengerasan induksi adalah kaedah yang disukai. Gegelung elektromagnet memanaskan hanya zon sasaran, yang kemudian segera dipadamkan. Rawatan setempat ini meminimumkan ubah bentuk pada kawasan lain bahagian tersebut.

Pengerasan Sepenuhnya (Pengerasan Neutral)

Untuk pendakap struktur, klip, dan lidah tali pinggang keledar yang memerlukan kekuatan seragam di seluruh keratan rentas, pengerasan sepenuhnya digunakan. Proses ini melibatkan pemanasan keseluruhan bahagian kepada suhu austenitnya dan kemudian memadamkannya, menghasilkan kekerasan yang konsisten dari permukaan hingga teras. Ia biasanya digunakan bersama keluli karbon sederhana hingga tinggi.

Kakisan dan Kestabilan: FNC dan Pengpenitridan

Untuk komponen bawah badan atau brek yang terdedah kepada garam jalan dan lembapan, kekerasan sahaja tidak mencukupi. Ferritic Nitrocarburizing (FNC) dan Nitrifikasi memberikan dua manfaat: kekerasan permukaan dan rintangan kakisan yang unggul.

Tidak seperti karburisasi, yang berlaku pada suhu tinggi (kerap kali >850°C) dan boleh menyebabkan komponen melengkung, FNC dilakukan pada suhu yang lebih rendah (sekitar 575°C). Suhu "sub-kritikal" ini mengelakkan perubahan fasa dalam teras keluli, menghasilkan hampir sifar ubah bentuk dimensi. Ini menjadikan FNC sesuai untuk komponen stamping presisi seperti pendakap kaliper brek, plat kopling transmisi, dan washer berketebalan nipis yang perlu kekal rata sepenuhnya.

Penyepuhan dan Pelucutan Tegasan: Proses Pembantu

Tidak semua rawatan haba direka untuk mengeras logam. Penggilingan dan Pelepasan tekanan adalah proses "pelunakan" yang penting bagi perjalanan pembuatan itu sendiri.

Semasa penarikan dalam (contohnya, membentuk takal minyak atau penutup enjin), kerja sejuk menghasilkan tekanan dalaman yang boleh menyebabkan logam retak atau koyak. Penempaan perantaraan memanaskan logam untuk mengekristal semula struktur butirannya, memulihkan kelembutan dan membolehkan langkah pembentukan seterusnya. Begitu juga, pelepasan tekanan selalunya digunakan selepas peninjuan berat atau kimpalan untuk mencegah komponen daripada melengkung dari masa ke masa akibat tegangan baki.

Kesimpulan

Memilih rawatan haba yang betul untuk komponen kereta daripada penempaan adalah satu keseimbangan antara fungsi, geometri, dan sains bahan. Penempaan panas kekal sebagai juara tak terkalahkan untuk sangkar keselamatan, menawarkan kekuatan ringan yang menjadi ciri utama seni bina kenderaan moden. Sebaliknya, rawatan selepas penempaan seperti Karburisasi dan FNC adalah penting bagi mekanisme bergerak rumit yang dipergunakan pemandu setiap hari. Dengan menyelaraskan keperluan prestasi komponen—sama ada rintangan pelanggaran, jangka hayat haus, atau perlindungan kakisan—dengan kitaran haba yang sesuai, jurutera memastikan keselamatan dan jangka hayat panjang dalam rekabentuk automotif.

Soalan Lazim

1. Apakah perbezaan antara penempaan panas dan rawatan haba penempaan sejuk?

Penempaan panas memanaskan logam sebelum dan semasa proses pembentukan, mengubah struktur mikro keluli untuk menghasilkan bahagian ultra-kuat dalam satu langkah. Pengetaman sejuk membentuk logam pada suhu bilik, dan rawatan haba (seperti karbonisasi atau anil) dikenakan sebagai operasi sekunder berasingan selepas itu untuk melaraskan kekerasan atau mengurangkan tekanan.

2. Mengapakah keluli boron digunakan untuk bahagian yang dicetak panas?

Keluli boron, khususnya gred seperti 22MnB5, digunakan kerana penambahan boron secara ketara meningkatkan kebolehkerasan. Ia membolehkan keluli berubah sepenuhnya kepada struktur martensit yang keras semasa fasa penyejukan pantas di dalam acuan berpendingin air, mencapai kekuatan tegangan sehingga 1,500 MPa.

3. Bolehkah anda merawat haba bahagian yang telah dicetak selepas dikimpal?

Ya, tetapi ia memerlukan kehati-hatian. Pengimpalan menghasilkan haba yang boleh mengubah sifat kawasan yang sebelumnya telah dirawat dengan haba. Penampan tekanan biasanya dilakukan selepas pengimpalan untuk mengurangkan tegangan haba. Walau bagaimanapun, jika suatu komponen memerlukan kekerasan tinggi, ia biasanya diimpal terlebih dahulu, kemudian dirawat dengan haba sebagai perakitan akhir, selagi rekabentuk membenarkannya.

4. Rawatan haba apakah yang terbaik untuk rintangan kakisan pada komponen kereta?

Ferritic Nitrocarburizing (FNC) secara meluas dianggap sebagai rawatan haba terbaik untuk menggabungkan kekerasan dengan rintangan kakisan. Ia menghasilkan lapisan permukaan yang keras dan tahan haus ("zoon sebatian") yang turut melindungi daripada pengoksidaan, menjadikannya popular untuk komponen brek dan klip bawah badan kereta.