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分析中國(guó)滲碳鋼的應(yīng)用情況和性能數(shù)據(jù)的形勢(shì)

優(yōu)質(zhì)滲碳鋼的力學(xué)性能和制造尺寸都是很重要的，含碳量的鋼在性能上都是有著要求的，作為滲碳鋼尤其是齒輪滲碳鋼都是鋼廠進(jìn)行生產(chǎn)的重要依據(jù)。
在我國(guó)優(yōu)質(zhì)碳素鋼( GB699-88)和合金結(jié)構(gòu)鋼(CB3077-88)中所列的低碳鋼都可以作為滲碳鋼使用。其主要鋼號(hào)的化學(xué)成分在這里就不多陳述，出鋼廠時(shí)用熱處理毛坯試樣測(cè)定的力學(xué)性能。
碳素鋼用來制造尺寸小、載荷低的零件，如軸套、鏈條的滾予、小軸及不重要的小齒輪；合金鋼用來制造尺寸較大、載荷較高的零件，并可根據(jù)零件斷面尺寸及載荷情況，選用合金元素含量不同的鋼種。Q275A碳素結(jié)構(gòu)鋼、Q215A碳素結(jié)構(gòu)鋼的斷面尺寸都是不盡相同的。
在1980年以前，我國(guó)的滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼在鋼廠出廠時(shí)只保證鋼材的化學(xué)成分和用樣品測(cè)定力學(xué)性能，但是在汽車廠生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)化學(xué)成分和力學(xué)性能合格的鋼材，由于淬透性能波動(dòng)范圍過火而影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況。如20CrMnTi滲碳齒輪鋼的淬透性能過低，制成齒輪滲碳淬火后，心部硬度低于技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)值，疲勞試驗(yàn)時(shí)，齒輪的疲勞壽命降低一半：淬透性能過高，齒輪滲碳淬火后內(nèi)孔收縮量過大而影響齒輪裝配，因此必須通過檢驗(yàn)，積累數(shù)據(jù)，確定能滿足汽車廠生產(chǎn)要求的淬透性能曲線帶，并與鋼廠協(xié)商，制定標(biāo)準(zhǔn)，廠生產(chǎn)時(shí)控制淬透性能，鋼材出廠時(shí)保證淬透性能。
一汽在1974- 1978年5年間，對(duì)20CrMnTi和20Mn2TiB(現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)中改為20MnTiB)兩種齒輪鋼進(jìn)行了淬透性能檢驗(yàn)，每種鋼都檢驗(yàn)百爐以上，畫出兩種鋼材的淬透件能帶，并根據(jù)一汽的要求，提出淬透性能的合格指標(biāo)，在1979-1981年問與生產(chǎn)這兩種鋼的鋼廠協(xié)商，簽定了按淬透性能供應(yīng)滲碳鋼的技術(shù)條件。
隨后，冶金部組織國(guó)內(nèi)有關(guān)甲位制定了我國(guó)的保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件( CB5216*85)，于1985年發(fā)布，1986年實(shí)施。在這份技術(shù)條件中共列人了15個(gè)鋼號(hào)，其中滲碳鋼10個(gè)。這10個(gè)鋼號(hào)的化學(xué)成分、淬透性能都是通過了標(biāo)準(zhǔn)審核。
含硼的鋼材當(dāng)含硼置高時(shí)會(huì)析出硼相引起沖擊值的降低，所以在GB5216-85中對(duì)硼鋼的沖擊值也作了規(guī)定，的要求。當(dāng)鋼廠保證沖擊值指標(biāo)時(shí)，允許不檢驗(yàn)。
從80年代初國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的齒輪刑控制和保證淬透性能之后，汽年廠生產(chǎn)齒輪時(shí)熱處理后輪齒心部硬度過低和變形過大的問題基本上得到了解決。但是，不管齒輪模數(shù)大小和鋼材斷面粗細(xì)均采用同一種鋼號(hào)即20CrMnTi鋼顯然足不合理的。解放牌5t載貨車變速器浙輪的模數(shù)為3.5—4.5，變速器同步器固定齒座花鍵的模數(shù)約為2.5用鋼材的規(guī)格為奪42mm～490mm，后橋齒輪的模數(shù)為6～9，用鋼材的規(guī)格95mm～130，解放牌載It和2t輕型貨車變速器齒輪的模數(shù)為2.25～3.0，用料規(guī)格為30mn。485mInc如果E述齒輪和齒座均采用淬透性能為30～42HRC的20CrMnTi鋼生產(chǎn)，則變速器齒輪輪齒的心部硬度可能為E-而齒套花鍵心部硬度可能超出下限，而后橋齒輪輪齒的心部硬度可能處于下限，都不是齒輪性能最佳的數(shù)值，因此不是最理想的用材方案。
近些年來，由于鋼材冶煉技術(shù)的改進(jìn)以及合金結(jié)構(gòu)鋼供應(yīng)情況的改善，已經(jīng)有條件把齒輪鋼的淬透性能帶進(jìn)一步縮窄，并針對(duì)滑動(dòng)齒套的要求開發(fā)新的鋼種以滿足其需要。
通過與鋼廠協(xié)商和鋼廠的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，1997年先后與生產(chǎn)齒輪鋼的生產(chǎn)廠家簽定了將20CrMnTi鋼淬透性能分檔供應(yīng)的協(xié)議，變速器同步器的同步錐和固定齒座等零件斷面尺寸小，其花鍵的模數(shù)只有2.5．用20CrMnTiH鋼制造時(shí)，滲碳熱處理后心部硬度高達(dá)450。536 HV，而技術(shù)要求則足300—478HV，而且變形也難于控制。針對(duì)這個(gè)問題，一汽與鋼廠共同了發(fā)了16CrMnTiH鋼，把含碳量由20CrMnTill的0.17%～0.23%，降至0.13%～O.l0%， 42HRC降至27～37HRC，用16CrMniTiH鋼制造同步錐和固定等零件，滲碳熱處理后，花鍵的心部硬度384～450HV，完全符合技術(shù)要求的規(guī)定，變形問題也得到了解決。
16CrMnrTiH的淬透性能,一汽難產(chǎn)的5t解放牌載貨車變速器和后橋齒輪用鋼及熱處理后的技術(shù)要求。
最近，汽在生產(chǎn)9c載貨車后橋齒輪時(shí)，采用20CrMnrrjH鋼，即使用淬透性能為Ⅱ組的鋼材(36—42HRC)。熱處理后齒輪輪齒的心部硬度只有22～24HRC，達(dá)不到技術(shù)條件規(guī)定的要求，汽車在使用時(shí)，后橋土動(dòng)和從動(dòng)錐齒輪發(fā)生早期損壞。LK此不得小選用淬透性能更高的CrMo鋼，其成分參考Fl本的SCM822H晦輪鋼，即（0.19%～0.25%) 0.85%～1.25%Cr。0.35%一0.45%Mo,經(jīng)與鋼，高淬透性能指標(biāo)為15/36—4211RC這種鋼的工藝性能較差，鍛坯要經(jīng)過等溫退火后才能進(jìn)行切削加工。但是它能滿足車后橋主、從動(dòng)錐齒輪的要求，裝車使用后也未發(fā)生問題。
東風(fēng)汽車集團(tuán)公司生產(chǎn)的5t載貨車的變速器齒輪用20CrMnrFiH鋼制造后橋齒輪用20MnVBH鋼制造“同樣，東風(fēng)汽午集團(tuán)公H與供應(yīng)齒輪用鋼的鋼廠也簽定了把鋼材淬透性能帶縮窄并分檔供廊的協(xié)議口兩種鋼材的分檔淬透性能指標(biāo)分別列于表1和表2。
東風(fēng)汽車集團(tuán)公司變速器和后橋部分齒輪所用鋼材及熱處理后的技術(shù)要求列于表2-2-44。
表1 東風(fēng)汽車集團(tuán)公司變速器用鉻錳鈦鋼的淬透性能要求
鋼號(hào)
J9(HRC)
J15(HRC)
用途
20CrMnTiH(1)
30-37
≤35
變速器齒套
20CrMnTiH(2)
35-42
≤35
 
20CrMnTiH(3)
32-39
≤35
變速器齒輪
表2 東風(fēng)汽車集團(tuán)公司后橋用錳釩硼鋼的淬透性能要求
鋼號(hào)
J9(HRC)
J9(HRC)
用途
20MnVBH (1)
32-40
≤38
行星齒輪，半軸齒輪
20MnVBH (2)
37-44
≤38
主動(dòng)鏈齒輪
20MnVBH (3)
34-42
≤38
從動(dòng)鏈齒輪
弘超經(jīng)營(yíng)不僅僅是滲碳鋼，Cr12MoIV1高合金工具鋼，Q275A碳素結(jié)構(gòu)鋼、40CrMnMo調(diào)質(zhì)型合金結(jié)構(gòu)鋼，其他類型的鋼材也均都提供，如模具鋼材、金屬制品無氧銅等技術(shù)咨詢、配送服務(wù)，為您省心省時(shí)。
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