Долгое время наиболее часто используемой маркой стали для шестерен грузовиков в моей стране была 20CrMnTi. Это автомобильная шестерня среднего размера из стали 18XTr (т.е. стали 20CrMnTi), завезенная из бывшего Советского Союза в 1950-х годах. Сталь имеет мелкие зерна, малую тенденцию к росту зерна во время науглероживания, хорошие свойства науглероживания и закалки, и может быть закалена непосредственно после науглероживания. В литературе указывается, что до 1980 года конструкционная сталь из науглероженного сплава (включая сталь 20CrbinTi) в моей стране гарантировала только химический состав стали и механические свойства, измеренные образцами, когда сталь покидала завод, но химический состав и механические свойства часто появился в производстве автомобилей. Для квалифицированной стали качество продукции ухудшается из-за большого диапазона колебаний прокаливаемости. Например, при слишком низкой прокаливаемости науглероженной стали 20CrMnTi твердость сердцевины зубчатого колеса после науглероживания и закалки будет ниже значения, указанного в технических условиях, а усталостная долговечность зубчатого колеса снизится вдвое в процессе эксплуатации. испытание на усталость; если прокаливаемость слишком высока Если она слишком высока, усадка внутреннего отверстия после науглероживания и закалки шестерни слишком велика, что повлияет на сборку шестерни.
Поскольку прокаливаемость стали оказывает чрезвычайно значительное влияние на твердость и деформацию сердцевины зубьев шестерен, в 1985 году Министерство металлургии обнародовало технические условия моей страны для гарантированной прокаливаемости конструкционной стали (GB5216-85), которые включены в этом техническом состоянии. Получены данные о химическом составе и прокаливаемости 10 видов науглероженных сталей, в том числе сталей 20CxMnTiH и 20MnVBH. Стандартом установлено, что показатель прокаливаемости стали 20CrMnTi, используемой для изготовления зубчатых колес, составляет 30-42HRC на расстоянии 9кофе от водоохлаждаемого конца. После этого в основном были решены проблемы слишком низкой твердости и слишком большой деформации в центре зубьев шестерен, изготовленных из стали 20CrMnTi. Однако применять одну и ту же марку стали 20CrMnTi вне зависимости от размеров зубчатого модуля и толщины стального профиля явно нецелесообразно. Благодаря усовершенствованию технологии выплавки стали в моей стране и улучшению поставок легированной конструкционной стали стало возможным еще больше сузить полосу прокаливаемости зубчатой стали и разработать ее в соответствии с требованиями различных продуктов (таких как шестерни трансмиссии). редукторы заднего моста и др.). Новые марки стали, отвечающие его требованиям.
В результате переговоров со сталелитейными заводами в 1997 году Changchun FAW последовательно подписала соглашение с производителями зубчатых сталелитейных заводов на поставку прокаливаемой стали 20CrMnTi партиями. Группы прокаливаемости стали 20CrMnTiH, применяемой для первого вала, шестерни промежуточного вала малой передачи и главной и ведомой конических шестерен заднего моста с большими размерами поперечного сечения, соответственно I и II, и соответствующая прокаливаемость J9: 30-36HRC и J9=36-42HRC.
Около 1960 из-за нехватки никелевой и хромистой стали в Китае пострадало производство никелевой и хромистой стали в моей стране. В то время автомобильная промышленность моей страны представляла собой технологию, импортированную из бывшего Советского Союза, и в Советском Союзе использовалось большое количество сталей, содержащих никель и хром. Поэтому в то время автомобильная промышленность моей страны активно развивала разработку и исследование борсодержащей стали и использовала сталь 20MnVB и 20Mn2TiB вместо науглероженной стали 20CrMnTi для изготовления зубчатых колес. Это связано с тем, что добавление следовых количеств бора (0,0001 процента -0,0035 процентов) к конструкционной стали может значительно улучшить прокаливаемость стали, поэтому добавление следовых количеств бора в сталь может заменить определенное количество драгоценные легирующие элементы, такие как марганец, никель, хром, молибден и др. Поэтому широко применяют борсодержащие стали. Changchun FAW использует стали 20MnTiB и 20Mn2TiB при производстве автомобильных шестерен марки "Jiefang".
Марка 5 «Дунфэн» производства Dongfeng Motor Corporation изготавливается из стали 20CrMnTi и 20MnVB для трансмиссии и редуктора заднего моста грузового автомобиля. Также было подписано соглашение с металлургическим комбинатом на сужение полосы прокаливаемости стали и поставку ее партиями. Для главной и ведомой конических шестерен трансмиссии и заднего моста используются стали 20CrMnTiH(3), 20MnVBH(2) и 20MnVBH(3) соответственно, а соответствующая прокаливаемость J9=32-39HRC и J{ {10}}HRC, J9=34 ~42HRC.
Qijiang Gear Factory в моей стране представила технологию производства зубчатых передач для большегрузных транспортных средств немецкой компании и успешно провела пробное производство борсодержащей зубчатой стали серии Cr-Mn-B в соответствии со стандартами немецкой компании. Прокаливаемость материала шестерни составляет J10=31-39HRC.
цилиндрическое прямозубое колесо
Конечно, стали 20CrMnTi, стали 20MnTiB, стали 20MVB и других борсодержащих сталей также имеют недостатки. Обычно считается, что 20CrMnTi и другие науглероженные стали в основном представляют собой мелкозернистые стали, зерна которых не укрупняются после науглероживания и могут подвергаться прямой закалке. Но на самом деле из-за влияния качества выплавки стали в нормальных условиях часто происходит укрупнение зерна. Испытание на фактическую зернистость нескольких партий материалов показало, что значительная часть фактической зернистости составляет только 2-3 классов (при условии выдержки при температуре 930 градусов в течение 3 ч). В литературе считается, что из-за высокого содержания Ti 20CrMnTi имеет много включений TiN в стали, особенно большие включения TiN являются усталостным источником усталости зубчатых колес, и его присутствие снизит характеристики контактной усталости зубчатых колес. Включения имеют кубическую структуру и склонны к скалыванию и растрескиванию под действием силы, что приводит к преждевременному выходу из строя зубчатого колеса. Другая проблема заключается в том, что прокаливаемость этой стали ограничена, и она не может удовлетворить требованиям зубчатых передач большого диаметра и большого модуля. Глубина эффективного упрочненного слоя науглероживания и твердость сердечника не могут удовлетворить требованиям тяжелонагруженных передач. Кроме того, сталь 20CrMnTi склонна к внутреннему окислению и немартенситной структуре при термической обработке, что снижает усталостную долговечность зубчатых колес. Но в нашей стране для науглероживания зубчатой стали нет такой зрелой и надежной стали, как сталь 20CrMnTi в процессе науглероживания. Таким образом, это по-прежнему наиболее часто используемая науглероживающая сталь в Китае. Бористые стали типа 20MnVB, 20MnTiB и 20Mn2TiB также имеют некоторые недостатки. Например, из-за плохого раскисления и денитрификации при плавке бор не может играть роли в повышении прокаливаемости. Поэтому характеристики борсодержащей стали нестабильны. Перекос зубчатого колеса увеличивается и влияет на качество продукта. В то же время, поскольку смешанные зерна и зерна легко становятся грубыми, деформацию нелегко контролировать, а ударная вязкость низкая, а корень зубчатого колеса из бористой стали склонен к образованию тростейтовой структуры, черной сетки и черного пояса. карбонитрационной шестерни. Поэтому многие заводы прекратили использование этой стали. Однако нельзя делать вывод, что борсодержащая сталь не подходит для науглероживания зубчатой стали. Науглероженная сталь, содержащая бор, также используется за рубежом. Например, известный завод IV передач в Германии использует зарезервированную марку стали ZF7, разработанную его собственным заводом, которая представляет собой низкоуглеродистую хромомарганцевую сталь, содержащую бор. Основные химические компоненты (массовая доля, %) стали: 0.15-0.20C, 0.15-0.40S, 1.0-1.3Cr, 1.{{33} }.3Mn, 0.001-0.003B. Некоторые американские автомобильные трансмиссии и главные и ведомые шестерни заднего моста также используют борсодержащие цементированные стали, такие как 50Б15, 43БВ14 и 94Б17. Следовательно, пока технология плавки на сталелитейных заводах сохраняется, вышеуказанные проблемы борсодержащей стали могут быть решены.
Обработка шестеренчатых заготовок из сталей 20CrMnTiH, 20MnVBH и 20MnTiBH в изотермической нормализующей печи непрерывного действия позволяет обеспечить равномерное распределение чешуйчатого перлита и феррита. Таким образом, можно значительно уменьшить деформацию зубчатого колеса при термообработке, повысить точность зубчатого колеса и продлить срок службы зубчатого колеса.
Изотермическая нормирующая твердость заготовки зубчатой поковки составляет 156-207HB
