汽车车轮转动的直接驱动件-半轴用不锈钢厚壁管材料分析

   汽车半轴是驱动车轮转动的直接驱动件。半轴材料与其工作条件有关,中型载重汽车目前选用40Cr钢,而重型载重汽车则选用性能更高的40CrMnMo钢。

    1汽车半轴用不锈钢管的工作条件和性能要求:以跃进-130型载重汽车(载重量为2500公斤)的半轴为例。半轴的简图如图7-30。汽车半轴是传递扭矩的一个重要部件。汽车运行时,发动机输出的扭矩,经过多级变速和主动器传递给半轴上,再由半轴传到车轮上,推动汽车前进或倒行。在上坡或启动时,扭矩很大,特别在紧急制动或行驶在不平坦的道路上,工作条件更为繁重。

    因此半轴用不锈钢管在工作时承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转应力的作用,要求不锈钢厚壁管材料有足够的抗弯强度、疲劳强度和较好的韧性。

    热处理技术条件:

    硬    度:杆部HRC 3744,

    盘部外圆HRC 2434

    金相组织:回火索氏体和回火屈氏体。

    弯曲度:杆中部 1.8毫米,盘部跳动 2.00毫米。

    2.选择用厚壁不锈钢管:根据JB 529-64汽车半轴技术条件规定,半轴材料可选用40Cr42CrMo40CrMnMo钢。同时规定调质后的半轴其金相组织淬透层应呈回火索氏体或回火屈氏体,心部(从中心到花键底半径四分之三范围内)允许有铁素体存在。

    按上述技术条件,选用40Cr厚壁不锈钢管能满足要求。同时应指出,以汽车的整体性能来看,设计半轴时所采取的安全系数是比较小的。这是考虑到汽车超载运行而发生事故时,半轴首先破坏对保护后桥内的主动齿轮不受损坏是十分有利的。从这一点出发,半轴又是一个易损件。

    3.半轴的工艺路线:

    下料—一锻造——正火——机械加工—一调质——盘部钻孔——磨花键

    4厚壁不锈钢管热处理工艺分析:

    锻造后正火,硬度为HB187241

    调质处理是使半轴采用的不锈钢厚壁管具有高的综合机械性能。由于盘部与杆部要求不同的硬度,在淬火操作时采取整体加热后,盘部油冷取出予以自行回火,然后调过头来把整体进行水冷。

    淬火后的回火温度,根据杆部要求硬度HRC 37-- 44,选用420+10回火。回火后在水中冷却,以防止产生回火脆性。同时水冷有利于增加轴用不锈钢管表面的压应力,提高其疲劳强度。

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