簡述中國汽車齒輪鋼研究進展

竇玉龍 宋瑛

摘要：隨著我國經濟的持續發展，汽車行業正在不斷深入到我們的日常生活中。汽車中齒輪鋼是重要的傳動部件，對汽車起著重要的作用。當前我國科技發展不夠完善，再加上汽車齒輪鋼工作條件復雜，為了將汽車齒輪鋼更好的完善，需對齒輪鋼性能的要求不斷提高。

關鍵詞：中國；汽車齒輪鋼；研究進展

一、汽車齒輪鋼的性能要求

汽車齒輪鋼主要是要求材料的強度、塑性、韌性、淬透性、純凈度、晶粒度等性能達標，除此之外，齒輪鋼的加工性能也是一項重要指標。提高齒輪鋼的強度、塑性、韌性可以增加齒輪鋼的使用壽命，利用降低齒輪鋼內部的含氧量和含硫量，促使鉛能夠分布均勻，增加齒輪鋼的使用時長，減少資源浪費。齒輪鋼的淬透性對齒輪內部滲碳淬火的強度起著重要的決定作用。淬透性主要是通過計算機計算爐前所用的碳含量來預測的，利用齒輪鋼淬透性的寬和有效截面，以此來減少齒輪鋼的熱處理變形和增加使用性能的最大化。純凈度主要是要求齒輪鋼內部的氧化物和硫化物增加，通過降低有害雜物及鈦的使用，以此增加齒輪的耐疲勞性能和使用壽命。齒輪鋼的晶粒度主要是在冶金方面進行晶粒度的細化，利用高溫真空滲碳技術減少齒輪熱處理的變形量，降低齒輪彎曲強度，增加滲碳鋼的翠斷抗力。通過對汽車齒輪鋼的性能要求進行分析了解，明確到一個好的齒輪鋼需要具備練好的加工性能及易削性，降低齒輪鋼的含氧量防止出現空冷貝氏體不達標，在進行齒輪鋼的性能要求檢測上，要保障齒輪鋼內部性能均衡，避免出現不符合性能標準的齒輪鋼應用到汽車組裝上[1]。

二、我國汽車齒輪鋼的材料應用

當前我國汽車行業正在持續發展，汽車齒輪鋼的材料種類越來越多，一般汽車主要應用的齒輪鋼主要分為滲碳齒輪鋼、空冷貝氏體鋼、準貝氏體鋼等齒輪鋼材料。滲碳齒輪鋼主要是由低碳合成的低碳合金鋼，由于當前我國汽車行業正在向高性能、長壽命、經濟實惠型、生產高效率型發展，滲碳齒輪鋼是當前汽車齒輪鋼種類最多，應用范圍最廣的一種齒輪鋼材料。空冷貝氏體鋼是非調質鋼的一種齒輪鋼，由于有著空冷淬透性較好、能夠節省資源使用、降低生產成本、冷熱加工性能較好等眾多優點。汽車生產廠家對這種齒輪鋼材料進行深入的研究，通過進行深入研究和實驗，將其滲碳工藝性能優勢利用滲碳氣冷淬火的方法，降低汽車齒輪鋼的變形量，在實現經濟實惠的前提下最大可能的提高空冷貝氏體鋼的精度和性能，將空冷貝氏體鋼廣泛應用到汽車行業，減少汽車生產成本。準貝氏體鋼是一種特殊的汽車齒輪鋼，主要是由貝氏體、鐵素體等殘留的五碳化合物形成的一種特殊的貝氏體鋼。主要有成本低、強韌度高等特點，已被廣泛應用到汽車制造行業。

三、我國汽車齒輪鋼的發展

我國的汽車齒輪鋼最早是在二十世紀六十年代引進蘇聯的用鋼技術，由于汽車齒輪鋼技術剛被引進，再加上國內汽車制造技術相對較差，主要是引進其他國家的齒輪鋼制造技術[2]。到了二十世紀末，隨著我國經濟的發展，汽車制造業也在慢慢脫離其他國家的生產制造技術。為了適應我國的汽車齒輪國產化的需要，通過引進齒輪鋼生產的關鍵設備和技術，按照國際汽車齒輪鋼生產的先進標準，通過深入研究探討，開發出類似其他發達國家的齒輪鋼新鋼種。到了二十一世紀，我國經濟正在迅速發展，高科技技術正在不斷進步，汽車制造行業不斷完善，汽車已經被廣泛使用，深入每一個家庭。新時期階段，我國汽車齒輪鋼的要求正在不斷增加，為了滿足汽車行業的需求要對齒輪鋼進行更加科技化的研究。針對大功率發電機，齒輪鋼應增加自身的易切削鋼的功能，重在齒輪鋼、碳氮共滲用鋼、準貝氏體鋼、空冷貝氏體鋼等新發明的齒輪鋼成為所要研究的方向，而當前我國汽車行業主要應用的齒輪鋼主要是20CrMnTi。汽車齒輪鋼在被應用到重型載貨汽車中，我國主要的研發目標是如何研發出具有較高強度、良好的任性、較強的耐壓能力的一種汽車齒輪鋼。

通過多年的科學研究表明，合理利用冷熱處理工藝、滲碳氣冷淬火工藝減少汽車齒輪的滲碳淬火變形量，控制齒輪鋼的心部硬度保持在一個平衡狀態，可以較為經濟的提高汽車齒輪鋼的強度、塑性、韌性、淬透性、純凈度和晶粒度。通過合適的冶煉工藝降低齒輪鋼內部的含氧量，提高鋼的純度，增加齒輪的耐疲勞力度，降低齒輪鋼內部的有害物質。隨著對汽車齒輪鋼的性能要求更高化之后，為了滿足汽車行業的需求，需要不斷開發新的齒輪鋼進行汽車制造[3]。要將齒輪鋼的質量更加穩定，只有通過嚴格控制純鋼內部的化學成分，提高淬透性能，精準控制齒輪鋼的內部含氧成分，降低港內的含氧量，減少氧化產生的夾雜物，避免夾雜物對汽車齒輪鋼的疲勞壽命造成不利的影響。采用高強度鋼、多元合金、復合材料利用真空脫氣工藝、冷擠壓技術、精密鍛造技術形成一種新型材料。這種材料可以實現汽車齒輪鐵的輕量化，提高鋼的純度，降低鋼內部的含氧化量，減少切削加工費用，提高齒輪鋼的生產效率和材料重復利用率。隨著我國的汽車行業迅速發展，對汽車的輕型化、高性能化、資源重復利用率、生產效率等要求有所提高。時代不斷在發展，為了適應時代的要求，需將汽車的齒輪鋼應用上升到一個新的階段，對齒輪鋼的高純度、細晶粒、淬透性、輕量化等繼續深入研究，為我國汽車行業發展做出重要的貢獻。

總結：

本文通過對汽車齒輪鋼的性能要求進行分析研究，明確我國當前汽車齒輪鋼主要的材料應用市場，結合我國汽車齒輪鋼的整體發展過程，了解到齒輪鋼的質量好壞取決于齒輪材料和處理工藝。通過提高汽車齒輪的質量，完善熱處理工藝程序，以此增加齒輪鋼的性能，為我國汽車行業的發展做出相應的貢獻。

參考文獻：

[1]黃金寶.重載傳動齒輪鋼淬透性及相變變形規律的研究[D].北京交通大學，2017.

[2]曹燕光.滲碳齒輪鋼淬透性及其熱處理變形和疲勞性能研究[D].鋼鐵研究總院，2017.

[3]安杰，王哲，李潤霞，李濤，丁克振，李如.汽車齒輪鋼8620RH的潔凈度[J].中國冶金，2016，26（09）：33-37.