高速齒輪分級淬火熱處理中的應(yīng)力變化研究

毛 瑩

（沈陽金杯車輛制造有限公司，遼寧 沈陽 110015）

滲碳技術(shù)被應(yīng)用于高速齒輪的表面強(qiáng)化，汽車齒輪形狀較為復(fù)雜，并且其截面的變化較大，在分級處理中容易造成地面彎曲變形，進(jìn)而影響齒輪的咬合精確度和使用壽命[1]。為了避免熱處理過程中齒輪發(fā)生變形，齒輪滲碳處后直接淬火可以減小齒輪的變形，從而使齒輪的質(zhì)量得到很好的控制。

1 高速齒輪分級淬火熱處理工藝研究

高速齒輪技術(shù)要求見表1。

表1 高速齒輪技術(shù)要求

圖1 滲碳的熱處理方法圖

滲碳在R J-65-8T滲碳爐中進(jìn)行，熱處理方法如圖1。此方法要注意：按照規(guī)定量取一定量的物質(zhì)將高速齒輪懸掛于滲碳爐中，利用滲碳技術(shù)方法進(jìn)行處理，之后將滲碳爐中的溫度降低至850攝氏度并把滲碳物質(zhì)后取出，將取出的滲碳物質(zhì)置于淬火架上，淬入定向流動的熱油中，等到齒輪及其內(nèi)部溫度與熱油溫度一致時取出冷卻至室溫，洗凈后在200攝氏度左右的溫度重新加熱處理2.5個小時[2]。

2 高速齒輪熱處理中的應(yīng)力變化研究

2.1 應(yīng)力變化實驗研究

采用熱處理工藝生產(chǎn)了3中20000萬汽車高速齒輪，并對熱處理后的齒輪進(jìn)行檢測，以“汽車滲碳齒輪檢驗”標(biāo)準(zhǔn)作為參考，同時高速齒輪變形檢測，結(jié)果見表2。從表2中可以發(fā)現(xiàn)，高速齒輪內(nèi)部彎度均＜0.2mm，其中小于等于0.06mm的占到總體的80%，高速齒輪外部彎度均均≤O.2m m，其中≤0.07m m占總體的90%，內(nèi)孔變形度均小于等于0.07m m，其中≤0.04m m占總體的10%左右。

表2 高速齒輪熱處理后的變形監(jiān)測結(jié)果

以9603高速齒輪為例，熱處理前后的高速齒輪凹凸面接觸區(qū)域變化較小，其中凹面略微向齒輪中心靠攏，但移動的范圍≤0.9mm。高速齒輪的其他因素符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 不同金錫焊料制備方式比較

2.4 歸納總結(jié)

由于焊料中可能殘留的助焊劑將導(dǎo)致電子器件焊接層的污染，同時由于焊接過程中的助焊劑揮發(fā)也可能導(dǎo)致電子組件的污染。金錫焊膏的主要劣勢在于其純度上，焊料中殘留的助焊劑可能導(dǎo)致光電子器件失效。焊片高純度；手動或自動裝配；有一定的預(yù)制件形狀。由于制備工藝中需要一定的厚度，因此適用于厚層焊料，不適用于焊料厚度需求較薄的使用情況，自動裝配機(jī)械價格昂貴，裝配復(fù)雜性較高。

3 結(jié)論

金錫焊料廣泛應(yīng)用于散熱需求高、可靠性要求好的半導(dǎo)體焊接工藝中，文中所涉及的幾種制備方法勢必成為今后金錫焊料制備方面的選擇參考，相比而言，隨著電鍍金錫焊料的成熟化和商業(yè)化，電鍍方式制備的金錫焊料逐漸推廣和應(yīng)用到半導(dǎo)體封裝。

[1]AuSn Die Attach．Jonathan Hanrris,Erich Rubel．Semiconductor Packaging．SP．1-SP．4．

[2]Chin C．Lee,Chen Y．Wang,Goran S．,Transactions on Components,Hybrids,and Manufacturing Technology,A New Bonding Technology Using Gold and Tin Multilayer Composites,IEEE,Vol．14,NO．2,June 1991,407-412．

[3]Sihai Chen,Ming xiang Chen,Xinjian Yi,et．a(chǎn)l．,Research on Wafer Scale Bonding Method Based on Gold-Tin Eutectic solders．,ICEPT,2003：187-189．

[4]Liu Ying Ying,C．S．Premachandran,Seung Wook Yoon,et al．Characterization of AuSn Solder in Laser Die Attachment for Photonic Packaging Applications．9th Electronics Packaging Technology Conference．2007,370-373．

[5]Prof．George Hradil．A Practical Electrolyte for the Electrodeposition of Eutectic Gold/Tin Alloy．1-4244-0261-1/06 IEEE．2006,45-50．

[6]Jing Zhang,Huiwu Xu,Xueyan Li et．a(chǎn)l．,Study on Electroplating of Au-Sn Alloy．VOL 34,NO．11,2009：1066-1069．