汽车后桥齿轮热处理

汽车后桥齿轮热处理学院：化工装备学院专业/班级：材料成型及控制工程1301班学号：1201312XX学生姓名：XXX指导教师：王红梅时间：2015年12月前言金属材料是人类文明开展的产物,石器时代之后的铜器时代、铁器时代都是具有非常明显的金属材料使用的时代。近年来我国的根底设施，汽车行业开展迅速。通常汽车零部件的受力情况复杂，那么汽车零件就需要更高的工艺。汽车后桥齿轮一般是指后驱汽车齿轮差速器。在差速器中，通过齿轮来增加扭转力矩，调节左右两车轮的转速，并通过齿轮将发动机的动力传递到主动轮，驱动汽车运行。因此对齿轮耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面要求比一般齿轮高。热处理是一项广泛应用的一项重要的根底工艺之一。金属材料在严格控制的加热和冷却条件下进行处理，通过改变材料的内部组织来到达人们所要求的的使用性能或使用寿命。在充分发挥材料潜能，节约能源，进行清洁生产和人类社会可持续开展上，热处理技术的拓展是不可无视的。目录TOC\o"1-2"\h\u前言题目11.汽车后桥从动圆柱斜齿轮的工作条件和性能要求21.1汽车后桥从动圆柱斜齿轮的工作条件21.2性能要求22.选择材料22.1材料使用性能22.2材料的工艺性能22.3材料的经济性33.汽车后桥齿轮的工艺路线33.1备料33.2下料33.3锻造33.4正火53.5机械加工53.6渗碳、淬火及低温回火53.7喷丸63.8精加工63.9校直、检验6参考文献7题目一汽车后桥从动圆柱斜齿轮，其形状尺寸如下列图所示。要求齿轮外表耐磨，硬度为58-62HRC,轮齿中心的硬度为35-40HRC，变形量要求尽可能小，齿中心的冲击吸收功不应小于55J，屈服强度不小于。齿轮节圆直径为125mm，模数m=5。试选择适宜的材料，制定加工工艺路线，说明每步热处理的目的，工艺标准及组织，并作出热处理工艺卡。1.汽车后桥从动圆柱斜齿轮的工作条件和性能要求1.1汽车后桥从动圆柱斜齿轮的工作条件后桥齿轮属于后桥驱动的两轮间的齿轮机构，它是汽车减速器的一局部。当机车在不同的速度运行时齿轮经常处在高速冲击负荷、高速低扭矩、低速高扭矩状况下工作，而且工况变化频繁，工作温度较高。因此要求后桥齿轮具有高抗弯曲扭矩和抗疲劳性能，齿面有高的硬度和耐磨性，齿轮心部有足够高的强度和韧性。1.2性能要求齿轮外表硬度58-62HRC，轮齿中心的硬度为35-40HRC，齿中心的冲击吸收功，屈服强度。2.选择材料2.1材料使用性能后桥齿轮通过齿面接触传递动力，两齿面相互啮合时既有滚动，又有滑动，齿部承受很大的交变弯曲应力及接触压应力。换挡、启动或啮合不均匀时齿部承受冲击力。所以，齿轮的损坏形式主要是齿的折断和齿面的剥落及过度磨损。并且齿轮工作时载荷较大，转速高，且承受较大冲击载荷。大多采用、等渗碳钢制造，经渗碳、淬火处理后使用。2.2材料的工艺性能后桥齿轮需要进行车、铣、钻、磨等机械加工，因此后桥齿轮材料的选择要满足机械加工工艺性能。2.3材料的经济性工厂的可持续开展，应该考虑经济效益。通常在满足性能要求的前提下应尽可能的使用廉价的材料。虽然的价格低于20CrMnTi，但性能没有20CrMnTi好。20CrMnTi是低碳合金钢，该钢具有较高的机械性能，在渗碳淬火低温回火后，外表硬度为58-62HRC，芯部硬度为30-45HRC。20CrMnTi的工艺性能较好，锻造后以正火来改善其切削加工性。此外，20CrMnTi还具有较好的淬透性，由于合金元素钛的影响，对过热不敏感，故在渗碳后可直接降温淬火。且渗碳速度较快，过渡层较均匀，渗碳淬火后变形小。适合于制造承受高速中载及冲击、摩擦的重要零件，因此根据齿轮的工作条件选用20CrMnTi钢是比拟适宜的。3.汽车后桥齿轮的工艺路线备料→下料→锻造→正火→机械加工→渗碳、淬火及低温回火→喷丸→磨内孔及换挡槽等的机械加工→后工艺3.1备料准备供给生产所需材料，准备原料。3.2下料根据汽车后桥齿轮尺寸，对原材料下料，综合考虑热处理，加工余量。3.3锻造锻造加工，将原材料状态的工件锻成近成品形状。根本原那么：⑴钢料在锻造温度范围内应具有良好的塑性和较低的变形抗力;⑵能锻出优质锻件;⑶为减少加热火次,提高锻造生产率,锻造温度范围应尽可能宽。始锻温度确实定：⑴必须保证钢无过烧现象;⑵对于碳钢：

始锻温度应比铁-碳平衡图的固相线低150～250℃

。终锻温度确实定：⑴保证钢料在终锻前具有足够的塑性;⑵使锻件获得良好的组织性能。对于亚共析钢，终锻温度应在A3线以上15~50℃，位于单相奥氏体区，塑性良好。各类钢的锻造温度范围：1.普通碳素钢始锻温度1280°C，终锻温度700°C，锻造温度范围580°C；

2.优质碳素结构钢始锻温度1200°C，终锻温度800°C，锻造温度范围400°C；3.碳素工具钢始锻温度1100°C，终锻温度770°C，锻造温度范围330°C；

4.合金结构钢始锻温度1150~1200°C，终锻温度800~850°C，锻造温度范围350°C；

5.合金工具钢始锻温度1050~1150°C，终锻温度800~850°C，锻造温度范围250~300°C；6.高速工具钢始锻温度1100~1150°C，终锻温度900°C，锻造温度范围200~250°C；

7.耐热钢始锻温度1100~1150°C，终锻温度850°C，锻造温度范围250~300°C；

8.弹簧钢始锻温度1100~1150°C，终锻温度800~850°C，锻造温度范围300°C；

9.轴承钢始锻温度1080°C，终锻温度800°C，锻造温度范围280°C；由于20CrMnTi属于合金结构钢、亚共析钢。所以初锻温度1150℃，终锻温度800℃。3.4正火正火处理，改善材料组织，细化晶粒；合金钢，淬火前消除魏氏组〔羽毛状的上贝氏体〕为下步的加工及渗碳做准备，并且改变硬度。由于20CrMnTi是亚共析钢，应该加热到以上30~50℃，保温一段时间，然后在空气中冷却到室温。正火处理后硬度正常来说在150HB-240HB左右，金相组织为粒状贝氏体、白色断续网状分布的铁素体以及黑色块状的珠光体。改善材料硬度，便于机械加工。3.5机械加工正火提高了低碳钢的硬度，可以对工件进行粗加工，铣出斜齿，磨内孔及换挡槽等的粗加工。3.6渗碳、淬火及低温回火渗碳可以使渗过碳的工件外表获得很高的硬度，渗碳温度920~940℃，渗碳温度为5h，渗碳后预冷至840~860℃，直接淬火〔为防止产生第二类回火脆性，采用油冷〕，获到细小的马氏体组织。可以满足汽车后桥齿轮硬度到达58-62HRC。淬火后钢必须要回火，消除工件的内应力，减小变形和开裂的倾向，使不稳定的淬火马氏体和残留奥氏体转变为较稳定的铁素体和渗碳体或碳化物的两相混合物。工件在满足高硬度的同时内部还需要有足够的韧性。选择低温回火，温度150~250℃。低温回火在保持高硬度〔58~64HRC〕、高强度和耐磨性的情况下，适当提高淬火钢的韧性，同时显著降低钢的淬火应力和脆性。3.7喷丸喷丸使用丸粒轰击工件外表并植入剩余压应力，提升工件疲劳强度。使用铸钢丸进行处理。其硬度一般为40~50HRC，加工硬金属时，可把工件硬度提高到57~62HRC。3.8精加工磨内孔及换挡槽等精加工。3.9校直、检验齿形齿向，公法线及变动量，径向跳动，基节偏差，周节累积误差。参考文献[1].杨秀英，刘春忠.金属学及热处理[M].北京：机械工业出版社，2010[2]崔中圻，覃耀春.金属学及热处理[M].北京：机械工业出版社，2007[3]何世禹.机械工程材料[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990[4]傅水根.