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研究分析汽車半軸的制造與熱處理
半軸是汽車后橋受扭力及一定沖擊力的重要受力件，起到傳遞發(fā)動機扭力和驅(qū)動后橋圓錐齒使車輪前進的作用，花鍵受力處既有滑動又有沖擊，半軸的使用壽命取決于花鍵齒的抗壓強度和耐磨損性能的高低，其失效形式多為應(yīng)力集中、疲勞斷裂等，因此半軸應(yīng)具有高的強度，耐疲勞及沖擊韌性等。下圖所示為半軸的損壞部位示意圖，見a、b、c三處。
二、材料的選擇
根據(jù)半軸的工作狀態(tài)和失效形式，一般選用中碳鋼或中碳合金鋼制作。對于直徑小于40mm的半軸采用中碳調(diào)質(zhì)鋼如40、45鋼等，而重型汽車的粗半軸則采用淬透性較高的合金結(jié)構(gòu)鋼，常見材料為40Cr、40MnB、40CrMo、47 MnTi、40CrMnMo等。
三、半軸的機械加工工藝流程
半軸的熱處理工藝不同，其加工工藝路線也有差別，調(diào)質(zhì)和表面淬火的路線分別如下。
1．調(diào)質(zhì)
下料一鍛造一正火或退火一機加工一調(diào)質(zhì)一檢查一精加工一成品。
2．表面淬火
下料一鍛造一預(yù)備熱處理一校直一機加工一表面淬火一校直一精加工一成品。
半軸的正火或退火工序作為調(diào)質(zhì)前的預(yù)備熱處理，其目的是為了細化晶粒，改善切削加工性。對40Cr、40MnB等正火溫度和時間為860~900℃，時間45min，空冷。硬度為187～241HBS;對40CrMnMo等退火溫度和時間為860~880℃。時間lOOmin，爐冷600℃出爐，硬度≤255HBS。
四，半軸的熱處理工藝
1．半軸的技術(shù)要求
見表7-8（調(diào)質(zhì)和感應(yīng)加熱表面淬火）。
表7-8半軸的材料及技術(shù)要求[1]
|
材料牌號
|
整 體 調(diào) 質(zhì) |
感應(yīng)加熱表面淬火 |
||
|
桿部硬度(HRC) |
法蘭心部硬度(HB) |
硬化層深度／mm |
表面硬度(HRC) |
|
|
40MnB |
37 --44 41~ 47 |
>247 |
|
|
|
40Cr |
37—44 25～40 |
>249 |
2.5-5. |
45-58 |
|
40CrMnMo |
37—一44 |
|
|
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|
47 MnTi |
|
|
6.5-7.0 |
47-54 |
|
40CrMo |
29(正火) |
|
6.0 |
55 |
2．半軸的調(diào)質(zhì)工藝
上述幾種鋼的調(diào)質(zhì)工藝列于表7—9。
表7-9 半軸的調(diào)質(zhì)處理
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材料牌號 |
淬火 |
回火 |
|||||
|
加熱溫度／℃ |
保溫時間/min |
冷卻方式 |
加熱溫度／℃ |
保溫時間/min |
冷卻方式 |
硬度（HRC） |
|
|
40Cr |
840-860 |
50-55 |
法蘭盤 油冷10～ 15s后入 水冷卻 |
400-460 |
120-150 |
水冷 |
37-44 |
|
40MnB |
830-850 |
45 |
油冷 |
300-350 |
150-180 |
41-47 |
|
|
40MnB |
850-870 |
60 |
法蘭盤 油冷10～ 15s后入 水冷卻 |
400-440 |
160 |
37-44 |
|
|
40CrMnMo |
830-850 |
油冷 |
470-490 |
120 |
|||
從表7-9可知，中碳合金鋼處理后硬度在37～47HRC之間，故其組織為索氏體十部分回火屈氏體，有較好的疲勞強度，高的沖擊韌性等，完全能滿足工作需要。
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