生态友好且经济高效的汽车传动轴制造技术



生态友好且经济高效的汽车传动轴制造技术

为使汽车传动轴达到所需的强度要求，其制造工艺包括热锻、正火、淬火和回火。淬火过程（如感应淬火或渗碳）的选择应基于材料化学性质、零件的几何形状和性能要求。传动轴工作时在其表面上要承受扭转载荷，在轴心处要承受弯曲荷载。CAE分析结果显示，扭转和弯曲应力作用于距轴表面40%～50%轴径处。

本研究的目的是在不影响性能的前提下通过增加20%的感应淬火过程的渗碳层深度，以精简传统制造流程中的正火工艺。正火工艺需要使传动轴温度达到850～900℃，因此这种新制造流程节约了大量电能。生产一个传动轴可节省约40kW·h能源，同时避免了正火炉向环境中排放气体和烟雾。

对新型生产流程与现有生产流程生产出的传动轴进行微观结构比较。在传动轴的表面区域主要观察对比回火马氏体，而在轴心区域主要观察对比珠光体和铁素体。根据美国材料试验协会（ASTM）标准，现有工艺流程生产的传动轴晶粒尺寸为8级，新工艺生产的传动轴晶粒尺寸为7～8级。对两种工艺流程生产出的传动轴进行了疲劳性能测试。疲劳测试载荷和频率分别为±10780N·m和0.5Hz。疲劳测试标准参照公司内部标准，即传动轴疲劳寿命＞10万个扭转载荷循环。最后，两轴均通过了疲劳试验并满足标准。

论述了在不牺牲传动轴疲劳性能前提下兼顾效益和环保的新型制造技术。测试结果可以看出，新工艺流程和现有工艺生产的传动轴具有基本一致的力学性能和冶金性能。所述的新工艺还有其它优点，如缩短生产周期，省去正火工艺的投资，不含材料的处理过程等。

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

编译：黄河