生態(tài)友好且經(jīng)濟(jì)高效的汽車傳動軸制造技術(shù)

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生態(tài)友好且經(jīng)濟(jì)高效的汽車傳動軸制造技術(shù)

為使汽車傳動軸達(dá)到所需的強(qiáng)度要求，其制造工藝包括熱鍛、正火、淬火和回火。淬火過程（如感應(yīng)淬火或滲碳）的選擇應(yīng)基于材料化學(xué)性質(zhì)、零件的幾何形狀和性能要求。傳動軸工作時在其表面上要承受扭轉(zhuǎn)載荷，在軸心處要承受彎曲荷載。CAE分析結(jié)果顯示，扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力作用于距軸表面40%～50%軸徑處。

本研究的目的是在不影響性能的前提下通過增加20%的感應(yīng)淬火過程的滲碳層深度，以精簡傳統(tǒng)制造流程中的正火工藝。正火工藝需要使傳動軸溫度達(dá)到850～900℃，因此這種新制造流程節(jié)約了大量電能。生產(chǎn)一個傳動軸可節(jié)省約40kW·h能源，同時避免了正火爐向環(huán)境中排放氣體和煙霧。

對新型生產(chǎn)流程與現(xiàn)有生產(chǎn)流程生產(chǎn)出的傳動軸進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)比較。在傳動軸的表面區(qū)域主要觀察對比回火馬氏體，而在軸心區(qū)域主要觀察對比珠光體和鐵素體。根據(jù)美國材料試驗(yàn)協(xié)會（ASTM）標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有工藝流程生產(chǎn)的傳動軸晶粒尺寸為8級，新工藝生產(chǎn)的傳動軸晶粒尺寸為7～8級。對兩種工藝流程生產(chǎn)出的傳動軸進(jìn)行了疲勞性能測試。疲勞測試載荷和頻率分別為±10780N·m和0.5Hz。疲勞測試標(biāo)準(zhǔn)參照公司內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，即傳動軸疲勞壽命＞10萬個扭轉(zhuǎn)載荷循環(huán)。最后，兩軸均通過了疲勞試驗(yàn)并滿足標(biāo)準(zhǔn)。

論述了在不犧牲傳動軸疲勞性能前提下兼顧效益和環(huán)保的新型制造技術(shù)。測試結(jié)果可以看出，新工藝流程和現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的傳動軸具有基本一致的力學(xué)性能和冶金性能。所述的新工藝還有其它優(yōu)點(diǎn)，如縮短生產(chǎn)周期，省去正火工藝的投資，不含材料的處理過程等。

P.Dineshbabu et al. SAE 2014-28-0018.

編譯：黃河