汽車后橋齒輪熱處理

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1、WORD格式 汽車后橋齒輪熱處理 學(xué)院：化工裝備學(xué)院 專業(yè)/班級：材料成型及控制工程1301班 學(xué)號：1201312XX 學(xué)生姓名：XXX 指導(dǎo)教師：王紅梅 時間：2015年12月 專業(yè)資料整理 前言 金屬材料是人類文明發(fā)展的產(chǎn)物,石器時代之后的銅器時代、鐵 器時代都是具有非常明顯的金屬材料使用的時代。近年來我國的基礎(chǔ) 設(shè)施，汽車行業(yè)發(fā)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 齒輪來增加扭轉(zhuǎn)力矩，調(diào)節(jié)左右兩車輪的轉(zhuǎn)速，并通過齒輪將發(fā)動機 的動力傳遞到主動輪，驅(qū)動汽車運行。因此

2、對齒輪耐磨性、疲勞強度、 心部強度和沖擊韌性等方面要求比一般齒輪高。 熱處理是一項廣泛應(yīng)用的一項重要的基礎(chǔ)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)行處理，通過改變材料的內(nèi)部組織來 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)行清潔生產(chǎn)和人類社會可持續(xù)發(fā)展上，熱處理技術(shù)的拓展 是不可忽視的。 目錄 前言 題目.........................................................................................................1.... 1.汽車

3、后橋從動圓柱斜齒輪的工作條件和性能要求............................2. 1.1汽車后橋從動圓柱斜齒輪的工作條件.......................................2. 1.2性能要求....................................................................................2... 2.選擇材料....................................................................................

4、..........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............................................................................2... 3.汽車后橋齒輪的工藝路線.

5、..................................................................3.. 3.1備料.............................................................................................3... 3.2下料.............................................................................................3... 3.3鍛造................

6、.............................................................................3... 3.4正火.............................................................................................5... 3.5機械加工....................................................................................5... 3.6滲碳、淬火及低溫回火...

7、...........................................................5.. 3.7噴丸..............................................................................................6... 3.8精加工..........................................................................................6... 3.9校直、檢驗.....................

8、............................................................6... 參考文獻(xiàn)..................................................................................................6... 題目 一汽車后橋從動圓柱斜齒輪，其形狀尺寸如下圖所示。要求齒輪表面 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 A沖擊吸收功不應(yīng)小于55J，屈服強度 k s不小于 840。齒

9、輪節(jié)圓直徑為125mm，模數(shù)m=5。試選擇合適的材料， M pa 制定加工工藝路線，說明每步熱處理的目的，工藝規(guī)范及組織，并作 出熱處理工藝卡。 1 1.汽車后橋從動圓柱斜齒輪的工作條件和性能要求 1.1汽車后橋從動圓柱斜齒輪的工作條件 后橋齒輪屬于后橋驅(qū)動的兩輪間的齒輪機構(gòu)，它是汽車減速器的一部 分。當(dāng)機車在不同的速度運行時齒輪經(jīng)常處在高速沖擊負(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度和韌性。 1.2性能要求 齒輪表面硬度58-62HRC

10、，輪齒中心的硬度為35-40HRC，齒中心的 沖擊吸收功AK55J，屈服強度s840Mpa。 2.選擇材料 2.1材料使用性能 后橋齒輪通過齒面接觸傳遞動力，兩齒面相互嚙合時既有滾動， 又有滑動，齒部承受很大的交變彎曲應(yīng)力及接觸壓應(yīng)力。換擋、啟動 或嚙合不均勻時齒部承受沖擊力。所以，齒輪的損壞形式主要是齒的 折斷和齒面的剝落及過度磨損。并且齒輪工作時載荷較大，轉(zhuǎn)速高， 且承受較大沖擊載荷。大多采用20Cr、 20CrMT等滲碳鋼制造，經(jīng)滲 ni 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)行車、銑、鉆、磨等機械加工，因此后橋齒輪材料的 選擇要滿足機

11、械加工工藝性能。 2.3材料的經(jīng)濟(jì)性 2 工廠的可持續(xù)發(fā)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)盡可能的使用便宜的材料。雖然20Cr的價格低于20CrMnTi，但 性能沒有20CrMnTi好。20CrMnTi是低碳合金鋼，該鋼具有較高的機 械性能，在滲碳淬火低溫回火后，表面硬度為58-62HRC，芯部硬度 為30-45HRC。20CrMnTi的工藝性能較好，鍛造后以正火來改善其切 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，對過熱不敏感，故在滲碳后可直接降溫淬火。且滲碳速度較 快，過渡層較均勻，滲碳淬火后變形小。適合于制造承受高速

12、中載及 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 是比較合適的。 3.汽車后橋齒輪的工藝路線 備料→下料→鍛造→正火→機械加工→滲碳、淬火及低溫回火→噴丸 →磨內(nèi)孔及換擋槽等的機械加工→后工藝 3.1備料 準(zhǔn)備供應(yīng)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，對原材料下料，綜合考慮熱處理，加工余量。 3.3鍛造 鍛造加工，將原材料狀態(tài)的工件鍛成近成品形狀。 基本原則： ⑴鋼料在鍛造溫度范圍內(nèi)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; 3 ⑶為減少加熱火次,提高鍛造生產(chǎn)率,鍛造溫度范圍應(yīng)盡可能寬。 始鍛溫度的確

13、定： ⑴必須保證鋼無過燒現(xiàn)象; ⑵對于碳鋼：始鍛溫度應(yīng)比鐵-碳平衡圖的固相線低150～250℃。 終鍛溫度的確定： 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。 各類鋼的鍛造溫度范圍： 1.普通碳素鋼始鍛溫度1280°C，終鍛溫度700°C，鍛造溫度范 圍580°C； 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼始鍛溫度1200°C，終鍛溫度800°C，鍛造溫 度范圍400°C； 3.碳素工具鋼始鍛溫度1100°C，終鍛溫度770°C，鍛造溫度范 圍330°C； 4.合金結(jié)構(gòu)鋼始鍛溫度11

14、50~1200°C，終鍛溫度800~850°C，鍛 造溫度范圍350°C； 5.合金工具鋼始鍛溫度1050~1150°C，終鍛溫度800~850°C，鍛 造溫度范圍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 4 度范圍200~250°C； 7.耐熱鋼始鍛溫度1100~1150°C，終鍛溫度850°C，鍛造溫度范 圍250~300°C； 8.彈簧鋼始鍛溫度1100~1150°C，終鍛溫度800~850°C，鍛造溫 度范圍300°C； 9.軸承鋼始鍛溫度1080°C，終鍛溫度800°C，鍛造溫度范圍 280°C； 由于2

15、0CrMnTi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℃。 3.4正火 正火處理，改善材料組織，細(xì)化晶粒；合金鋼，淬火前消除魏氏組（羽 毛狀的上貝氏體）為下步的加工及滲碳做準(zhǔn)備，并且改變硬度。 由于20CrMnTi是亞共析鋼，應(yīng)該加熱到 Ac以上30~50℃，保溫一段 3 時間，然后在空氣中冷卻到室溫。正火處理后硬度正常來說在 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 素體以及黑色塊狀的珠光體。改善材料硬度，便于機械加工。 3.5機械加工 正火提高了低碳鋼的硬度，可以對工件進(jìn)行粗加工，銑出斜齒， 磨內(nèi)孔及換擋

16、槽等的粗加工。 3.6滲碳、淬火及低溫回火 滲碳可以使?jié)B過碳的工件表面獲得很高的硬度，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 5 避免產(chǎn)生第二類回火脆性，采用油冷），獲到細(xì)小的馬氏體組織?？? 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 除工件的內(nèi)應(yīng)力，減小變形和開裂的傾向，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內(nèi)部還需要有足夠的韌性。選擇低溫回 火，溫度150~250℃。 低溫回火在保持高硬度（58~64HRC）、高強度和耐磨性的情

17、況 下，適當(dāng)提高淬火鋼的韌性，同時顯著降低鋼的淬火應(yīng)力和脆性。 3.7噴丸 噴丸使用丸粒轟擊工件表面并植入殘余壓應(yīng)力，提升工件疲勞強 度。使用鑄鋼丸進(jìn)行處理。其硬度一般為40~50HRC，加工硬金屬時， 可把工件硬度提高到57~62HRC。 3.8精加工 磨內(nèi)孔及換擋槽等精加工。 3.9校直、檢驗 齒形齒向，公法線及變動量，徑向跳動，基節(jié)偏差，周節(jié)累積誤差。 參考文獻(xiàn) [1].楊秀英，劉春忠.金屬學(xué)及熱處理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010 [2]崔中圻，覃耀春.金屬學(xué)及熱處理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007 6 [3]何世禹.機械工程材料[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990 [4]傅水根.機械制造工藝基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010 [5]趙品，謝輔洲，孫振國.材料科學(xué)基礎(chǔ)教程[M]哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990 [6]雨的印記2010. [7]楊軍.中國知網(wǎng)： [8]陳輝，周細(xì)應(yīng).汽車齒輪熱處理工藝研究[M]材料導(dǎo)報2010-07-10 [9]百度百科. [10]崔中圻，劉北星.[M]哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005 7 8