金屬學(xué)及熱處理課程設(shè)計之汽車半軸學(xué)院：化工裝備學(xué)院班級：09材料姓名：學(xué)號：日期：2011年11月18日一、題目：汽車半軸是傳遞扭矩的典型軸件，工作應(yīng)力較大，且受一定的沖擊載荷，其結(jié)夠和主要尺寸如圖1-1所示。對它的性能要求是：屈服強度。S>600MPa，疲勞強度。-1>300MPa，硬度30-50HRC,沖擊吸收功AK=45~47J。是選擇合適的材料，指定加工工藝路線，說明每步熱處理的目的，工藝規(guī)范及組織，并做出熱處理工藝卡。二、材料選擇汽車半軸主要作用為支撐傳動零件及傳遞動力，在機床、汽車、拖拉機等制造工業(yè)中，軸占有相當(dāng)重要的地位，也是影響機械設(shè)備精度和壽命的關(guān)鍵零件。軸按負(fù)荷可分為轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動軸等，在工作是受多種應(yīng)力作用，大部分軸受交變應(yīng)力及一定的沖擊作用。因此從選材角度看，材料應(yīng)具有較高的綜合力學(xué)性能，局部承受摩擦的部位要求具有一定的硬度，以提高其抗磨損能力。軸類零件的選材還根據(jù)其應(yīng)力狀態(tài)和負(fù)荷種類考慮材料的淬透性和抗疲勞性能。軸類零件的選材依據(jù)是軸的尺寸，載荷的性質(zhì)、大小及轉(zhuǎn)速高低以及有無沖擊等。各種軸選材分類如下：主要承受彎曲和扭轉(zhuǎn)的軸常選30鋼、45鋼、40Cr鋼、40CrB鋼等。同時承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉、壓應(yīng)力的軸常選30CrMnSi、40MnB鋼、40CrNiM。鋼等合金鋼。對于承受載荷較小或不太重的軸常選Q235或Q275等普通非合金剛。對于重載、高精度或惡劣條件下工作的軸常選40Cr、40CrNiMo、40MnB、30CrMnSi、35CrMo、20Cr、20CrMnTi、38CrMoAl、9Mn2V、GCr15等。成分特點分析如下：Cr、Ni、Mn、Si:提高淬透性Cr、Ni、Mn、Si:提高回火穩(wěn)定性Mo、W:防止第二類回火脆性W、Mo、V:產(chǎn)生二次硬化W、Mo、V:防止奧氏體晶粒長大根據(jù)汽車半軸主要承受彎曲和扭轉(zhuǎn)以及各成分特點選用40CrNiMo。三：加工工藝路線下材^鍛造T較直T正火^機械加工^調(diào)質(zhì)T盤部鉆孔—磨花鍵—表面感應(yīng)淬火、回火一較直工藝路線中各步驟目的：1、 材料下料2、 鍛造加工：將原材料狀態(tài)的鋼坯鍛成近半軸形狀。3、 較直：保證汽車半軸的垂直度。4、 正火：正火是將鋼加熱到Ac3（亞共析鋼域Accm（過共析鋼）以上30~50度，保溫一段時間，然后在空氣中或強制流動的空氣中冷卻到室溫的熱處理方法?？梢愿纳魄邢骷庸ば阅埽菏辖M織和帶狀組織并獲得均勻細(xì)小組織。5、 機械加工。6、 調(diào)質(zhì)：調(diào)制處理是使半軸具有高的綜合力學(xué)性能。根據(jù)桿部要求硬度37~44HRC,淬火后的回火溫度選用（420±10）攝氏度?；鼗鸷笤谒欣鋮s，一防止產(chǎn)生回火脆性，同時水冷有利于增加半軸表面的壓應(yīng)力，提高其疲勞強度。7、 盤部鉆孔。8磨花鍵。9、 表面淬火、回火：完成半產(chǎn)品的加工制造，使半軸表面具有較高的硬度，并增加耐磨性能。10、 較直：保證汽車半軸的垂直度。四、結(jié)論：選擇40CrNiMo鋼，加工工藝路線如下：下材^鍛造T較直T正火^機械加工^調(diào)質(zhì)T盤部鉆孔T磨花鍵一表面感應(yīng)淬火、回火一較直五、難點解答(1)根據(jù)技術(shù)要求怎么解決一個工件兩種硬度的要求？首先是桿件和花鍵部分縣淬入10%的NaCl水溶液中，水溫加熱到50攝氏度左右，待桿件和花鍵部分在熱NaCl水溶液中冷卻到本體降到600攝氏度左右時，立即由溶液中提出，再將工件投入油中冷卻，油溫為60-80攝氏度。這樣操作是底部外圓先不冷卻，待盤部外圓在空氣中降溫，桿部和花鍵部分在冷卻介質(zhì)中降溫。待盤部外圓降至750攝氏度左右，將工件整體投入油中冷卻，這樣，解決一個工件要求兩種硬度的要求。

常用材料Cr的機械性能材料牌號熱處理毛坯直徑(mm)硬度HB抗拉強度屈服強度。險彎曲疲勞強度°-1>扭轉(zhuǎn)疲勞極限T1>許用彎曲應(yīng)力備注。+1%o-140Cr調(diào)質(zhì)25100080048528024512070<100<100-300<300-500<500-800288-342352-378380-44075077065066055050045035035032029525520018517014524512070

幾種國產(chǎn)汽車半軸的選材、技術(shù)條件及熱處理列于下表車型載重量T/功率M選用材料技術(shù)條件熱處理工藝上海SH1302/7540Cr鍛件：調(diào)質(zhì)HB388-440淬火850±10°C油冷 回火320-360C前進(jìn)NJ1302/7040Cr鍛件：調(diào)質(zhì)HB341-415淬火840-860C油冷 回火450±10C水冷解放CA1054/9540