汽車后橋齒輪熱處理

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1、word 汽車后橋齒輪熱處理 學(xué)院：化工裝備學(xué)院 專業(yè)/班級(jí)：材料成型與控制工程1301班 學(xué)號(hào)： 1201312XX 學(xué)生某某：XXX 指導(dǎo)教師：王紅梅 時(shí)間： 2015年12月 8 / 15 前言 金屬材料是人類文明開(kāi)展的產(chǎn)物,石器時(shí)代之后的銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代都是具有非常明顯的金屬材料使用的時(shí)代。近年來(lái)我國(guó)的根底設(shè)施，汽車行業(yè)開(kāi)展迅速。通常汽車零部件的受力情況復(fù)雜，那么汽車零件就需要更高的工藝。 汽車后橋齒輪一般是指后驅(qū)汽車齒輪差速器。在差速器中，通過(guò)齒輪來(lái)增加扭轉(zhuǎn)力矩，調(diào)節(jié)左右兩車輪的轉(zhuǎn)速，并通過(guò)齒輪將發(fā)動(dòng)機(jī)的

2、動(dòng)力傳遞到主動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)汽車運(yùn)行。因此對(duì)齒輪耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面要求比一般齒輪高。 熱處理是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)重要的根底工藝之一。金屬材料在嚴(yán)格控制的加熱和冷卻條件下進(jìn)展處理，通過(guò)改變材料的部組織來(lái)達(dá)到人們所要求的的使用性能或使用壽命。在充分發(fā)揮材料潛能，節(jié)約能源，進(jìn)展清潔生產(chǎn)和人類社會(huì)可持續(xù)開(kāi)展上，熱處理技術(shù)的拓展是不可無(wú)視的。 目錄 前言 題目1 2 2 1.2 性能要求2 2.選擇材料2 2.1 材料使用性能2 2.2 材料的工藝性能2 2.3 材料的經(jīng)濟(jì)性3 3 3.1 備料3 3.2 下料3

3、 3.3 鍛造3 5 3.5 機(jī)械加工5 滲碳、淬火與低溫回火5 噴丸6 精加工6 3.9校直、檢驗(yàn)6 參考文獻(xiàn)7 題目 一汽車后橋從動(dòng)圓柱斜齒輪，其形狀尺寸如如下圖所示。要求齒輪外表耐磨，硬度為58-62HRC,輪齒中心的硬度為35-40HRC，變形量要求盡可能小，齒中心的沖擊吸收功不應(yīng)小于55J，屈服強(qiáng)度不小于。齒輪節(jié)圓直徑為125mm，模數(shù)m=5。試選擇適宜的材料，制定加工工藝路線，說(shuō)明每步熱處理的目的，工藝規(guī)與組織，并作出熱處理工藝卡。 汽車后橋從動(dòng)圓柱斜

4、齒輪的工作條件 后橋齒輪屬于后橋驅(qū)動(dòng)的兩輪間的齒輪機(jī)構(gòu)，它是汽車減速器的一局部。當(dāng)機(jī)車在不同的速度運(yùn)行時(shí)齒輪經(jīng)常處在高速?zèng)_擊負(fù)荷、高速低扭矩、低速高扭矩狀況下工作，而且工況變化頻繁，工作溫度較高。 因此要求后橋齒輪具有高抗彎曲扭矩和抗疲勞性能，齒面有高的硬度和耐磨性，齒輪心部有足夠高的強(qiáng)度和韌性。 1.2 性能要求 齒輪外表硬度58-62HRC，輪齒中心的硬度為35-40HRC，齒中心的沖擊吸收功，屈服強(qiáng)度。 2.選擇材料 2.1 材料使用性能 后橋齒輪通過(guò)齒面接觸傳遞動(dòng)力，兩齒面相互嚙合時(shí)既有滾動(dòng)，又有滑動(dòng)，齒部承受很大的交變彎曲應(yīng)力與接觸壓應(yīng)力。換擋、啟動(dòng)或嚙合不均勻時(shí)

5、齒部承受沖擊力。所以，齒輪的損壞形式主要是齒的折斷和齒面的剝落與過(guò)度磨損。并且齒輪工作時(shí)載荷較大，轉(zhuǎn)速高，且承受較大沖擊載荷。大多采用、等滲碳鋼制造，經(jīng)滲碳、淬火處理后使用。 2.2 材料的工藝性能 后橋齒輪需要進(jìn)展車、銑、鉆、磨等機(jī)械加工，因此后橋齒輪材料的選擇要滿足機(jī)械加工工藝性能。 2.3 材料的經(jīng)濟(jì)性 工廠的可持續(xù)開(kāi)展，應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效益。通常在滿足性能要求的前提下應(yīng)盡可能的使用廉價(jià)的材料。雖然的價(jià)格低于20CrMnTi，但性能沒(méi)有20CrMnTi好。20CrMnTi是低碳合金鋼，該鋼具有較高的機(jī)械性能，在滲碳淬火低溫回火后，外表硬度為58-62HRC，芯部硬度為30-45HRC

6、。20CrMnTi的工藝性能較好，鍛造后以正火來(lái)改善其切削加工性。此外，20CrMnTi還具有較好的淬透性，由于合金元素鈦的影響，對(duì)過(guò)熱不敏感，故在滲碳后可直接降溫淬火。且滲碳速度較快，過(guò)渡層較均勻，滲碳淬火后變形小。適合于制造承受高速中載與沖擊、摩擦的重要零件，因此根據(jù)齒輪的工作條件選用20CrMnTi鋼是比擬適宜的。 后橋齒輪的工藝路線 備料→下料→鍛造→正火→機(jī)械加工→滲碳、淬火與低溫回火→噴丸→磨孔與換擋槽等的機(jī)械加工→后工藝 3.1 備料 準(zhǔn)備供給生產(chǎn)所需材料，準(zhǔn)備原料。 3.2 下料 根據(jù)汽車后橋齒輪尺寸，對(duì)原材料下料，綜合考慮熱處理，加工余量。3.3 鍛造 鍛造

7、加工，將原材料狀態(tài)的工件鍛成近成品形狀。 根本原如此：⑴鋼料在鍛造溫度圍應(yīng)具有良好的塑性和較低的變形抗力;⑵能鍛出優(yōu)質(zhì)鍛件;⑶為減少加熱火次,提高鍛造生產(chǎn)率,鍛造溫度圍應(yīng)盡可能寬。 始鍛溫度確實(shí)定：⑴必須保證鋼無(wú)過(guò)燒現(xiàn)象;⑵對(duì)于碳鋼：?始鍛溫度應(yīng)比鐵-碳平衡圖的固相線低150～250℃?。終鍛溫度確實(shí)定：⑴保證鋼料在終鍛前具有足夠的塑性;⑵使鍛件獲得良好的組織性能。 對(duì)于亞共析鋼，終鍛溫度應(yīng)在A3線以上15~50℃，位于單相奧氏體區(qū)，塑性良好。 各類鋼的鍛造溫度圍： 1. 普通碳素鋼始鍛溫度1280°C，終鍛溫度700°C，鍛造溫度圍580°C；?2. 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼始鍛溫度1200

8、°C，終鍛溫度800°C，鍛造溫度圍400°C；?? 3. 碳素工具鋼始鍛溫度1100°C，終鍛溫度770°C，鍛造溫度圍330°C；?4. 合金結(jié)構(gòu)鋼始鍛溫度1150~1200°C，終鍛溫度800~850°C，鍛造溫度圍350°C；?5. 合金工具鋼始鍛溫度1050~1150°C，終鍛溫度800~850°C，鍛造溫度圍250~300°C；?6. 高速工具鋼始鍛溫度1100~1150°C，終鍛溫度900°C，鍛造溫度圍200~250°C；?7. 耐熱鋼始鍛溫度1100~1150°C，終鍛溫度850°C，鍛造溫度圍250~300°C；?8. 彈簧鋼始鍛溫度1100~1150°C，終鍛溫度8

9、00~850°C，鍛造溫度圍300°C；?9. 軸承鋼始鍛溫度1080°C，終鍛溫度800°C，鍛造溫度圍280°C； 由于20CrMnTi屬于合金結(jié)構(gòu)鋼、亞共析鋼。所以初鍛溫度1150℃，終鍛溫度800℃。 正火處理，改善材料組織，細(xì)化晶粒；合金鋼，淬火前消除氏組 〔羽毛狀的上貝氏體〕為下步的加工與滲碳做準(zhǔn)備，并且改變硬度。 由于20CrMnTi是亞共析鋼，應(yīng)該加熱到以上30~50℃，保溫一段時(shí)間，然后在空氣中冷卻到室溫。正火處理后硬度正常來(lái)說(shuō)在150HB-240HB左右，金相組織為粒狀貝氏體、白色斷續(xù)網(wǎng)狀分布的鐵素體以與黑色塊狀的珠光體。改善材料硬度，便于機(jī)械加工。 3

10、.5 機(jī)械加工 正火提高了低碳鋼的硬度，可以對(duì)工件進(jìn)展粗加工，銑出斜齒，磨孔與換擋槽等的粗加工。 滲碳、淬火與低溫回火 滲碳可以使?jié)B過(guò)碳的工件外表獲得很高的硬度，滲碳溫度920~940℃，滲碳溫度為5h，滲碳后預(yù)冷至840~860℃，直接淬火〔為防止產(chǎn)生第二類回火脆性，采用油冷〕，獲到細(xì)小的馬氏體組織。可以滿足汽車后橋齒輪硬度達(dá)到58-62HRC。淬火后鋼必須要回火，消除工件的應(yīng)力，減小變形和開(kāi)裂的傾向，使不穩(wěn)定的淬火馬氏體和殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的鐵素體和滲碳體或碳化物的兩相混合物。 工件在滿足高硬度的同時(shí)部還需要有足夠的韌性。選擇低溫回火，溫度150~250℃。 低溫回火在保持高

11、硬度〔58~64HRC〕、高強(qiáng)度和耐磨性的情況下，適當(dāng)提高淬火鋼的韌性，同時(shí)顯著降低鋼的淬火應(yīng)力和脆性。 噴丸使用丸粒轟擊工件外表并植入剩余壓應(yīng)力，提升工件疲勞強(qiáng)度。使用鑄鋼丸進(jìn)展處理。其硬度一般為40~50HRC，加工硬金屬時(shí)，可把工件硬度提高到57~62HRC。 精加工 磨孔與換擋槽等精加工。 3.9校直、檢驗(yàn) 齒形齒向，公法線與變動(dòng)量，徑向跳動(dòng)，基節(jié)偏差，周節(jié)累積誤差。 參考文獻(xiàn) [1][M].：機(jī)械工業(yè)，2010 [2]中圻，覃耀春.金屬學(xué)與熱處理[M].：機(jī)械工業(yè)，2007 [3]何世禹.機(jī)械工程材料[M].：工業(yè)大學(xué)，1990 [4]傅水根.機(jī)械制造工藝根底[M].：清華大學(xué)，2010 [5]品，輔洲，振國(guó).材料科學(xué)根底教程[M]：工業(yè)大學(xué)，1990 [6]雨的印記2010.wenku.baidu./link?Url [7]軍.中國(guó)知網(wǎng)： [8]輝，周細(xì)應(yīng).汽車齒輪熱處理工藝研究[M]材料導(dǎo)報(bào)2010-07-10 [9]百度百科.baike.baidu./link?url=lz1IIlkUhITfJ0O8kEC2PGu-vl [10]中圻，北星.[M]：工業(yè)大學(xué)，2005