汽车半轴材料_热处理工艺与强度_陈善述
汽车半轴热处理工艺
40Cr钢汽车半轴的热处理工艺***（中国矿业大学材料科学与工程学院江苏徐州 221116）摘要:制定40Cr 钢退火、正火、淬火、回火、调质热处理工艺, 测定在各种热处理情况下试样的硬度和冲击韧性, 并进行材料的金相组织分析, 得出了40Cr 钢调质处理具有良好综合性能的结论。
关键词：汽车半轴；热处理工艺；金相组织；性能1引言汽车半轴是汽车的重要部件之一, 要求具有合理的最佳的静扭强度和抗扭转疲劳性能. 是在汽车运行中承受自重和货物重量, 并传递扭矩的重要零件,常采用40Cr 钢制造, 其产品质量直接影响着整车的性能。
40Cr 钢属于亚共析钢, 缓冷至室温后的显微组织为铁素体加珠光体, 含有较少的合金元素, 属于低淬透性合金调质钢, 经适当热处理后具有较高的强度、良好的塑性和韧性, 即具有良好的综合力学性能, 常用于制造汽车的连杆、螺栓、传动轴及机床主轴等机械零件。
2分析汽车半轴的加工工艺流程如下：半轴材料采购→下料→花键加热→锻造镦花键成形→另一端加热→锻造预镦制坯→加热→半轴盘端摆辗成形→淬火→回火→校直→抛丸→铣端面钻中心孔→校正→粗车半轴法兰盘外端面和花键外圆→粗车法兰盘内端面和外圆→精车法兰端和花键外圆→铣花键→清洗→中频淬火→回火→校正→无损检测→钻半轴法兰盘孔→磨半轴法兰轴颈→精车半轴法兰内端面→抛光→清洗→打标→包装。
对于40Cr的热处理，采用预备热处理和最终热处理。
调质钢经热加工后, 必须经过预备热处理来降低硬度, 便于切削加工,消除热加工时造成的组织缺陷,细化晶粒, 改善组织, 为最终热处理做好准备。
对于40Cr 钢而言, 可进行正火或退火处理。
调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。
一般可以采用较慢的冷却速度淬火, 可以用油淬以避免热处理缺陷。
当强度较高时, 采用较低的回火温度, 反之选用较高的回火温度。
铁碳合金相图40Cr的化学成分及临界温度见表1从铁碳合金相图可以看出：40Cr钢属于亚共析钢, 在缓慢冷却到室温后的组织为铁素体和珠光体。
汽车半轴热处理工艺设计说明
42CrMo的调质工艺曲线
时间min
4、检验 外观：无裂纹，碰伤，变形量≤5％。 硬度：28~35HRC之间 金相组织：回火索氏体+心部3％的铁素体。
5、表面淬火和回火 技术要求：根据半轴杆部直径来确定淬硬 层深度，当б=10 ~20％时，疲劳强度最大， 杆部淬硬层深度应达到直径的15 ％，杆部 硬度要求50~55HRC。
3-2-2、加热温度 根据42CrMo钢的力学性能要求与回火 温度的关系，回火温度取560 ℃。
3-2-3、回火时间 确定回火时间的基本原则：保证工件透 热和组织转变能充分进行。 回火保持时间按经验公式： t=K+AD ≈120min （省略计算） 3-2-4、冷却方式 42CrMo钢中含有Cr元素，回火容易产生 高温回火脆性。为了控制高温回火脆性， 回火后应进行快冷（水冷、K油）。
工艺参数：
变压器匝数
输出电压/V 输出电流/A 输出功率/Kw
32~33：1 加热温度/ ℃ 发电机电流频/Hz 2500 加热时间/s
480 160 75 冷却介质 淬火方式
900
180 乳化液 连续
检验： 硬度： 50~55HRC 硬化层深度：用试块按GB8817-86检验 金相组织：用试块按GB2841-89检验铁素 体量，允许硬化区有少量铁素体存在。
32回火321回火目的减少或消除淬火应力保证相应的组织转变提高钢的韧性和塑形获得硬度强度塑性和韧性的适当配合以满足各种用途工件的性能要求
汽车半轴 热处理工艺说明书
一、半轴 半轴也叫驱动桥。半轴是差速器与驱动轮之间传递 扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连 接，外端与轮毂连接。 现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有全 浮式和半浮式两种。 • 全浮式半轴只传递转矩，不承受任何反力和弯矩， 因而广泛应用于各类汽车上。全浮式半轴易于拆装， 只需拧下半轴突缘上的螺栓即可抽出半轴，而车轮 与桥壳照样能支持汽车，从而给汽车维护带来方便。 • 半浮式半轴既传递扭矩又承受全部反力和弯矩。它 的支承结构简单、成本低，因而被广泛用于反力弯 矩较小的各类轿车上。但这种半轴支承拆取麻烦， 且汽车行驶中若半轴折断则易造成车轮飞脱的危险。
热处理工艺
汽车半轴的热处理工艺（35crmo）摘要：35CrMo材料有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，而且相比40CrNiMo又不含有贵重的Ni元素。
高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。
这种钢通常用作调质件，也可高中频表面淬火或淬火及低、中温回火后使用，适用于在高负荷下工作的重要结构件，特别是受冲击、震动、弯曲、扭转负荷的机件，如车轴、发动机传动机件、大电机轴、汽轮发动机主轴、轧钢机人字齿轮、曲轴、锤杆、连杆、•紧固件以及石油工业的穿孔器等。
关键词:35crmo;表面淬火 ;低温回火正文：35crmo根据国际焊接学会（IIW）推荐的碳（1）当Ceq<0.40%时，35CrMo 合金结构钢材的硬倾向不明显，可焊性优良，焊接时不必进行预热，可直接施焊；（2）当Ceq=0.40～0.60%时，钢材的硬倾向逐渐明显，可焊性尚可，焊接时需采取焊前适当预热，焊后缓冷等工艺措施，控制其焊接线能量；（3）当Ceq>0.60%时，钢材的硬倾向较强，可焊性较差，属于较难焊接的钢种，焊接时必须采取较高的预热温度和严格的工艺措施。
经计算得出，35CrMo钢的碳当量值Ceq=0.72%。
由此可见，这种材料的焊接性不良，焊接时其硬倾向较大，热影响区热裂和冷裂倾向都会较大，尤其在调质状态下焊接，热影响区的冷裂倾向将会表现得很突出，所以应在选取合适焊接材料、合理焊接方法的基础上，采取较高的焊前预热温度、严格工艺措施和控制适当的层间温度的条件下，才能达到实现产品焊接的目的。
强度特性35CrMo合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高。
蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。
低温至-110摄氏度，并具有高的静强度、冲击韧度及较高的疲劳强度、淬透性良好，无过热倾向，淬火变形小，冷变形时塑性尚可，切削加工性中等，但有第一类回火脆性，焊接性不好，焊前需预热至150~400摄氏度，焊后热处理以消除应力，一般在调质处理后使用，也可在高中频表面淬火或淬火及低、中温回火后使用。
汽车半轴的加工工艺
汽车半轴的加工工艺
汽车半轴的加工工艺主要包括以下几个步骤：
1. 材料选择：选择适合制作半轴的材料，常见的材料有高强度合金钢、铸铁等。
2. 铸造或锻造：通过铸造或锻造将材料形成半轴的初始形状。
3. 粗加工：利用铣床、车床等机械设备对半轴进行粗加工，使其形状更加符合设计要求。
4. 热处理：将粗加工后的半轴进行热处理，以提高其硬度和强度，常见的热处理方法包括淬火、回火等。
5. 精加工：通过磨床、镗床等机械设备对半轴进行精加工，以提高其尺寸精度和表面光洁度。
6. 表面处理：对半轴进行表面处理，常见的方法包括镀锌、喷涂等，以提高其耐腐蚀性能。
7. 组装：将加工好的半轴与其他零部件一起进行组装，形成最终的汽车半轴。
需要注意的是，不同汽车类型和用途的半轴可能会有些许差异，加工工艺也会有
所不同，以上仅为一般的工艺流程。
汽车轴承材料及热处理技术浅析
汽车轴承材料及热处理技术浅析汽车轴承材料及热处理技术浅析■高阳，陈嗣国摘要：轴承在汽车发动机、变速器、轮毂等多个总成中均有出现，对车辆本身的工作性能、承载能力和使用寿命都有着较大的影响。
简要分析了汽车轴承的材料、性能要求、工作环境，并对热处理设备、工艺及发展方向做了简单阐述。
关键词：轴承；材料；热处理；发展趋势汽车行业是我国重要的支柱产业，在整个加工制造业中占有不可忽视的一席之地。
车身上的多个部件可见到轴承的身影，它有着承受载荷、降低摩擦、引导运动件的特殊使命。
随着我国经济发展和工业技术的不断进步，中国已成为包括汽车轴承钢在内的轴承生产大国，但是与德国Schaeffler、瑞典SKF、美国TIMKEN、日本KOYO等一流厂家还存在着较大差距，材料作为源头，今后的努力方向依然是严控冶金质量、非金属夹杂物级别、碳化物大小及分布，以及提高热处理技术水平等。
热处理是汽车轴承制造过程的关键工序，其加工质量好坏与原材料是影响轴承寿命的两大重要因素[1]。
热处理对于轴承等零部件在使用条件下的显微组织、力学性能、表面质量、尺寸形状精度和稳定性均有重要影响，因此优化热处理工艺，选择适合的热处理参数，获得与工件的使用状况和失效方式相适应的最佳综合性能，是热处理技术的重要课题[2]。
1. 轴承材料在汽车上的应用众所周知，轴承由外圈、内圈、滚动体（球、圆柱、锥形或滚针等）和保持架四大部分构成，有的带有密封圈，除了密封圈和部分保持架外，其余的制造材料主要是轴承钢。
选择汽车轴承的类型与型号时，主要依据承受的负荷性质、方向、大小、实际部位的工作环境，以及对轴承的刚度、极限转速、寿命、精度等方面的要求，一般由设计人员完成。
轴承在整车上的应用十分广泛，并且随车辆类型、安装部位和生产厂家的变化而变化，如图1所示。
笔者曾走访过国内的一些重要汽车轴承供应商，譬如上海人本、浙江万向精工、湖北新火炬、常州光洋、洛阳东升、重庆长江等，下面仅结合汽车动力系统（发动机中的交流发电机、空调电磁离合器、张紧轮和惰轮等轴承）、驱动系统（变速器中的轴齿、差速器、离合器等轴承）、轮毂轴承等相关产品作简要介绍。
轻型汽车半轴的组织与扭转性能的影响
移动
表面 有效淬硬层深 总层深／ｍｍ． 心部 抗扭
速度
硬度 ：ｍｍ，／＞４０ ＨＲＣ ≥２０ＨＲＣ 硬度 强度
／（ｍｍ·ｍｉｎ一‘１ （ａＲＣ） （占直径％） （占直径％） （ＨＲＣ） ，Ｍ［Ｐａ
断时 扭角 ／（。）
硬度，但对扭力性能的改善作用不大．裂纹源会首先 大。９００ｍｍ／ｍｉｎ的移动速度获得较优的扭转性能。
２．２工件移动速度对半轴硬度的影响 图２是随工件移动速度变化的半轴剖面硬度梯
度分布曲线。经中频感应热处理后，不同移动速度
的半轴表面硬度为５５～６１．５腿Ｃ。其中移动速度
１ １００ｔ１３５０ｍｍ／ｍｉｎ的硬度值大于６０ＨＲＣ，而技术 条件要求表面硬度５３～６０ＨＲＣ．已超过上限值。随
距表面距爵／ｒａｍ 图２剐面硬度梯度曲线 Ｆｉｇ．２ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｇｒａｄｅ ｃｕｒｖｅｓ
２试验结果与分析
２．１工件移动速度对半轴扭力性能的影响 图１是半轴的扭力性能与中频感应淬火工件的移
动速度变化的关系曲线。其中。移动速度１３５０ｍｍ／ｍｉｎ 是企业现行制定的工艺。由图１可见，在此移动速度 下，其平均最大扭矩为２８２２Ｎ·ｍ，平均抗扭强度 ９６４ＭＰａ，且平均断时扭角仅为７ｌｏ。随工件移动速 度的减缓，抗扭强度、断时扭角和最大扭矩基本上 呈上升趋势，其中断时扭角在１ １００ｍｍ／ｍｉｎ时略有 下降，而后随移动速度减缓又提高；最大扭矩在 １２００ｍｍ／ｍｉｎ移动速度下有所降低．而后随移动速度减 少又呈上升趋势。当工件移动速度减缓到９００ ｍｍ／ｍｉｎ 时，半轴取得最佳的扭转性能，其平均抗扭强度、平 均最大扭矩和平均断时扭角分别达到１３１１ ＭＰａ、 ３３４１Ｎｍ和１７４ ｏ。
半轴生产工艺流程
半轴生产工艺流程
半轴生产工艺流程：
①原材料采购：选取优质合金钢或碳素钢棒材；
②下料：根据设计尺寸，采用锯床或等离子切割机进行精确截取；
③锻造：加热至锻造温度，经压力机或锻锤塑造成所需半轴毛坯形状；
④热处理：淬火+回火，提高半轴机械性能，确保硬度、韧性适宜；
⑤机加工：车削、铣削、钻孔、磨削等工序，加工轴颈、花键、法兰等部位，达到尺寸精度要求；
⑥探伤检测：进行磁粉、超声波等无损检测，确保无裂纹、夹杂物等缺陷；
⑦表面处理：如发黑、镀锌、喷漆等，防腐蚀、美化外观；
⑧终检包装：复查尺寸、硬度、外观等指标，合格后清洁、防锈处理，装箱入库。
半轴的零件结构,材料,生产工艺
半轴的零件结构,材料,生产工艺半轴是一种常见的零件结构，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
它由材料、生产工艺等多个方面构成，下面将对这些方面进行详细介绍。
一、材料半轴的材料通常选择高强度合金钢、不锈钢等材料，以满足其在工作过程中的高强度和耐腐蚀性要求。
在选择材料时，需要考虑到半轴的使用环境、工作温度等因素，以确保其性能稳定可靠。
二、结构半轴的结构一般由轴头、轴身和轴尾组成。
轴头是连接半轴与其他零件的部分，通常采用圆柱形状，便于与其他零件的连接。
轴身是半轴的主要部分，通常是一个细长的圆柱体，承受着扭转和弯曲等力。
轴尾是与轴头相对的部分，用于固定半轴和其他零件。
半轴的结构设计需要考虑到应力分布均匀、刚度合适等因素，以满足其在工作过程中的要求。
三、生产工艺半轴的生产工艺包括锻造、热处理、机加工等多个环节。
首先是锻造，通过对金属材料的加热和锻打，将其变形成为半轴的初步形状。
锻造工艺需要控制好温度和锻打力度，以确保半轴的内部组织和力学性能。
接下来是热处理，通过对锻造后的半轴进行加热和冷却处理，使其获得良好的组织结构和性能。
最后是机加工，通过车削、铣削等加工工艺，对半轴进行精确的尺寸加工，以满足零件的要求。
总结半轴作为一种重要的零件结构，其材料、结构和生产工艺都对其性能和可靠性起着关键的影响。
正确选择合适的材料，设计合理的结构，采用科学的生产工艺，能够有效提高半轴的使用寿命和工作效率。
在实际应用中，还需要根据具体的工作环境和要求进行调整和优化，以满足不同场景下的需求。
通过不断的研究和改进，半轴的技术水平将得到进一步提高，为各个行业的发展做出更大的贡献。