生態友好且經濟高效的汽車傳動軸制造技術

?

生態友好且經濟高效的汽車傳動軸制造技術

為使汽車傳動軸達到所需的強度要求，其制造工藝包括熱鍛、正火、淬火和回火。淬火過程（如感應淬火或滲碳）的選擇應基于材料化學性質、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載荷，在軸心處要承受彎曲荷載。CAE分析結果顯示，扭轉和彎曲應力作用于距軸表面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%的感應淬火過程的滲碳層深度，以精簡傳統制造流程中的正火工藝。正火工藝需要使傳動軸溫度達到850～900℃，因此這種新制造流程節約了大量電能。生產一個傳動軸可節省約40kW·h能源，同時避免了正火爐向環境中排放氣體和煙霧。

對新型生產流程與現有生產流程生產出的傳動軸進行微觀結構比較。在傳動軸的表面區域主要觀察對比回火馬氏體，而在軸心區域主要觀察對比珠光體和鐵素體。根據美國材料試驗協會（ASTM）標準，現有工藝流程生產的傳動軸晶粒尺寸為8級，新工藝生產的傳動軸晶粒尺寸為7～8級。對兩種工藝流程生產出的傳動軸進行了疲勞性能測試。疲勞測試載荷和頻率分別為±10780N·m和0.5Hz。疲勞測試標準參照公司內部標準，即傳動軸疲勞壽命＞10萬個扭轉載荷循環。最后，兩軸均通過了疲勞試驗并滿足標準。

論述了在不犧牲傳動軸疲勞性能前提下兼顧效益和環保的新型制造技術。測試結果可以看出，新工藝流程和現有工藝生產的傳動軸具有基本一致的力學性能和冶金性能。所述的新工藝還有其它優點，如縮短生產周期，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