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25CrMo4精锻空心半轴的热处理工艺研究
| 论文题名： | 25CrMo4精锻空心半轴的热处理工艺研究 |
| 关键词： | 汽车半轴;热处理工艺;冷精锻成型技术;渗碳淬火;力学性能 |
| 摘要： | 汽车半轴是汽车动力传递系统中最末端的驱动零件，将发动机动力直接传递给汽车轮毂及轮胎，是车辆中最重要的部件之一。鉴于汽车半轴在服役过程中的受力较复杂，受到弯曲、扭转、拉压等交变载荷与冲击载荷，对其综合机械性能具有严格的要求，在足够的使用寿命及安全性前提下，必须具有足够的强度、良好耐磨性、抗冲击韧性和抗扭转疲劳性能，从而保证在最高速度和最大载荷条件下的绝对安全可靠。半轴在截面上的应力分布是不均匀的，半轴扭转时截面上各点所受的剪切应力大小与该点到轴心的距离成正比，越靠近轴表面，应力就越大，而在轴心部的应力很小甚至为零。所以在保证足够的强度和一定的寿命前提下，可以将半轴设计为空心半轴，可以充分利用材料，这样既可减轻汽车自重，更好的节约成本，还可降低能耗，提高动力传输效率。 25CrMo4冷拔管材生产的空心半轴在欧美等发达国家已成功运用于汽车驱动系统，并采用冷精锻成型技术，同时其强韧性达到了技术指标要求。本文以25CrMo4钢为研究对象，以汽车全空心半轴旋锻成型与渗碳淬火和回火热处理工艺为牵引，突破技术难点，率先实现全空心半轴的国产化，进而推动我国汽车轻量化的发展，获得了如下成果： （1）采用冷旋锻成形技术，在满足综合机械性能前提下，和传统实心半轴相比，空心半轴可节约材料约38％，使汽车半轴重量大大减轻，提高了传输效率，降低了使用成本。 （2）25CrMo4钢精锻汽车空心半轴经910℃，碳势1.05%，保温5小时后随炉降温至840℃，碳势0.90%，保温40分钟渗碳后，然后经60～80℃油淬后，最佳的回火温度为160℃，保温时间为3小时，其硬度、渗碳层深度和力学性能等各项指标均达到汽车空心半轴使用要求。 （3）渗碳淬火时采用先期油冷却3s不搅拌，零件直径最小端向上，竖直摆放，可有利于半轴渗碳淬火后变形量的控制。为了能够更好的控制变形量，减少校正及残余应力，采用了三次不同的工艺设计：第三次的精锻-去应力-校正-渗碳淬火-校正-去应力回火，最终热处理后的变形量得到了有效的控制，校正量大大减少，减少了产品的残余内应力。校正件数比例由100%下降到58%，最大校正量由第一次的0.27mm，下降到第三次交样合格的0.02mm。 |
| 作者： | 范红山 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 黄伟九 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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