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車輪旋轉直接驅動裝置半軸用不銹鋼厚壁管的材料分析

汽車半軸是驅動車輪轉動的直接驅動部件。半軸材料與其工作條件有關。目前,40Cr鋼用于中型卡車,而40CrMnMo鋼具有更高的性能用于重型卡車。

1.汽車半軸用不銹鋼管的工作條件和性能要求:以躍進-130卡車(載重量2500公斤)的半軸為例。半軸草圖如圖7-30。汽車半軸是傳遞扭矩的重要部件。汽車行駛時,發動機輸出的扭矩通過多級變速器和駕駛員傳遞給半軸,再由半軸傳遞給車輪,推動汽車前進或后退。上坡或起步時,扭矩非常大,特別是緊急制動或在不平的道路上行駛時,工作條件更加繁重。

因此,半軸用不銹鋼管在工作過程中會受到沖擊、反復彎曲疲勞和扭轉應力,這就要求不銹鋼厚壁管材料具有足夠的彎曲強度、疲勞強度和良好的韌性。

熱處理技術條件:

硬度:桿部HRC  37 ~ 44,

盤部外圓HRC  24 ~ 34。

金相組織:回火索氏體和回火屈氏體

彎曲:桿中間1.8毫米,不銹鋼焊管廠家盤部2.00毫米

2.厚壁不銹鋼管的選擇:根據JB  529-64《汽車半軸技術規范》,40Cr、42CrMo和42CrMo鋼可用作半軸材料。同時,規定調質半軸的金相組織硬化層應具有回火索氏體或回火屈氏體,鐵素體允許存在于心部(從中心到花鍵底部3/4半徑內)。

根據以上技術條件,40Cr厚壁不銹鋼管可以滿足要求。同時,應該指出,考慮到汽車的整體性能,設計半軸時采用的安全系數相對較小。這是因為當由于汽車超載運行而發生事故時,如果先損壞半軸,保護后橋的主動齒輪不受損壞是非常有益的。從這個角度來看,半軸是另一個脆弱的部分。

3.半軸工藝路線:

沖裁-304不銹鋼焊管鍛造——正火——加工-淬火和回火—— 盤部鉆孔——磨削花鍵

4.厚壁不銹鋼管熱處理工藝分析;

鍛造、正火后,硬度為HB  187 ~ 241。

調質處理是為了使車軸用不銹鋼厚壁管具有較高的綜合力學性能。由于盤部和桿部對硬度的要求不同,淬火時整體加熱后取出盤部油進行自回火,然后整體轉為水冷。

淬火后的回火溫度為42010,符合桿部冷卻要求的硬度HRC  37 - 44,回火后在水中冷卻,防止回火脆性。同時,水冷有利于增加軸類不銹鋼管表面的壓應力,提高其疲勞強度。


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