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汽车半轴热处理工艺

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人气:-发表时间:2017-10-19 09:00【

半轴是汽车后桥受扭矩及一定冲击力的重要结构件,是传递动力的主要部件之一,在工作过程中将主减速器、差速器传来的扭矩最后传给驱动车轮,即起到传递发动机扭力和驱动后桥圆锥齿使车轮前进的作用,花键受力处既有滑动又有冲击,半轴的使用寿命取决于花键齿的抗压能力,要求有较高的静扭转强度和扭转疲劳寿命、良好的耐疲劳性能及冲击韧性等,较深的硬化层等,来满足实心半轴的正常需要。

 (1)材料的选择和技术要求

汽车半轴通常采用中碳钢或中碳合金钢等制造,并进行调质或正火处理。为了防止出现淬火开裂,采用浸油或浸水的冷却方法,中频淬火采用水、聚乙烯醇或聚醚溶液作为冷却介质,可有效地抑制淬火裂纹的发生。通常载重车采用全浮式半轴,易损坏部位在杆部和法兰连接处,或受冲击扭转花键以及花键与杆部连接处,产生疲劳断裂,其使用寿命主要取决于花键齿的抗压和耐磨性能。而小客车为半浮式半轴。

对小型汽车大多使用40Cr40MnB,对于直径小于40mm的半轴采用中碳调质钢如4045钢等,而重型汽车的半轴则采用淬透性较高的合金结构钢如40Cr40CrMn40MnB40CrMo40CrNiMo47MnTi40CrMnMo40CrMnTi40CrNi等。

(2)半轴的预备热处理工艺

半轴通常采用中碳钢或中碳合金钢等制造,个别采用低碳钢渗碳后进行淬火处理。汽车半轴的调质处理的目的是为了获得均匀一致的回火索氏体组织,使半轴心部具有良好的综合力学性能,确保基体的强度和良好的韧性,为最终的表面淬火作好组织上的准备。

 (3)半轴的表面淬火处理

对轻型载重车和小轿车的法兰盘式半轴(直径在50mm以下)的淬硬层深度按要求确定见图3-39,这里以40Cr为例简述半轴的表面淬火技术要求:淬火前调质基体硬度为321375( HBS),淬火后的硬度达到4558( HRC),回火后的硬度均要求在4550( HRC),硬化层深在2.55mm之间。

一般汽车半轴采用圆环感应器进行连续淬火加热,为了加强加热的效率,在有效圈上常装有硅钢片导磁体,槽口斜对法兰圆角,目的是利用槽口效应,将有效圈上中频电流在圆角驱逐到与圆角对应之处,此处在10s内可得到迅速加热,可以得到非常合理的表面硬化层。

其表面加热淬火的工艺参数和技术要求如下:加热功率为150300kW,频率为25003000Hz,半轴采用中频感应加热表面淬火,冷却水流速不小于10m/s,淬火后的工件表面压应力可达700800MPa,经过250℃回火后,降到400500MPa。因此保证半轴表面存在一定的残余压应力,将有助于使半轴有较高的疲劳强度,可采用自回火、也可在炉内回火,温度控制在180250℃,时间为90120 min。为了保证法兰圆角的均匀加热,可在感应器上加导磁体。表面淬火后的回火一般在淬火后马上进行感应加热回火,随后在井式炉或箱式炉中进一步回火;也可感应淬火后立即在炉中回火。事实证明前一种回火方式有利于防止回火前裂纹的产生。

半轴的表面淬火硬度可通过硬度计、锉刀进行检验,通常采用洛氏硬度计来判断淬火后的硬度是否符合技术要求,在热处理的实践过程中,要确保零件表面的硬度合格。

半轴的校直尽可能是冷校,因用氧乙炔热点加热后,一旦温度高于相变温度,在急冷后形成粗大的马氏体,应力很大,因此半轴在受到反复载荷的作用,逐渐扩张会出现疲劳断裂。

感应加热采用多匝圆柱形感应圈,以保证半轴加热温度的均匀,推荐的尺寸为Φ60mm×(1525)mm,花键和杆部的淬火移动速度分别为0.36m/min0.30m/min

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此文关键字:汽车半轴热处理

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