汽车半轴材料_热处理工艺与强度_陈善述

40Cr钢汽车半轴的热处理工艺***（中国矿业大学材料科学与工程学院江苏徐州 221116）摘要:制定40Cr 钢退火、正火、淬火、回火、调质热处理工艺, 测定在各种热处理情况下试样的硬度和冲击韧性, 并进行材料的金相组织分析, 得出了40Cr 钢调质处理具有良好综合性能的结论。

关键词：汽车半轴；热处理工艺；金相组织；性能1引言汽车半轴是汽车的重要部件之一, 要求具有合理的最佳的静扭强度和抗扭转疲劳性能. 是在汽车运行中承受自重和货物重量, 并传递扭矩的重要零件,常采用40Cr 钢制造, 其产品质量直接影响着整车的性能。

40Cr 钢属于亚共析钢, 缓冷至室温后的显微组织为铁素体加珠光体, 含有较少的合金元素, 属于低淬透性合金调质钢, 经适当热处理后具有较高的强度、良好的塑性和韧性, 即具有良好的综合力学性能, 常用于制造汽车的连杆、螺栓、传动轴及机床主轴等机械零件。

2分析汽车半轴的加工工艺流程如下：半轴材料采购→下料→花键加热→锻造镦花键成形→另一端加热→锻造预镦制坯→加热→半轴盘端摆辗成形→淬火→回火→校直→抛丸→铣端面钻中心孔→校正→粗车半轴法兰盘外端面和花键外圆→粗车法兰盘内端面和外圆→精车法兰端和花键外圆→铣花键→清洗→中频淬火→回火→校正→无损检测→钻半轴法兰盘孔→磨半轴法兰轴颈→精车半轴法兰内端面→抛光→清洗→打标→包装。

对于40Cr的热处理，采用预备热处理和最终热处理。

调质钢经热加工后, 必须经过预备热处理来降低硬度, 便于切削加工,消除热加工时造成的组织缺陷,细化晶粒, 改善组织, 为最终热处理做好准备。

对于40Cr 钢而言, 可进行正火或退火处理。

调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。

一般可以采用较慢的冷却速度淬火, 可以用油淬以避免热处理缺陷。

当强度较高时, 采用较低的回火温度, 反之选用较高的回火温度。

铁碳合金相图40Cr的化学成分及临界温度见表1从铁碳合金相图可以看出：40Cr钢属于亚共析钢, 在缓慢冷却到室温后的组织为铁素体和珠光体。

汽车半轴的热处理工艺（35crmo）摘要：35CrMo材料有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，而且相比40CrNiMo又不含有贵重的Ni元素。

高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。

这种钢通常用作调质件，也可高中频表面淬火或淬火及低、中温回火后使用，适用于在高负荷下工作的重要结构件，特别是受冲击、震动、弯曲、扭转负荷的机件，如车轴、发动机传动机件、大电机轴、汽轮发动机主轴、轧钢机人字齿轮、曲轴、锤杆、连杆、•紧固件以及石油工业的穿孔器等。

关键词:35crmo;表面淬火 ;低温回火正文：35crmo根据国际焊接学会（IIW）推荐的碳（1）当Ceq<0.40%时，35CrMo 合金结构钢材的硬倾向不明显，可焊性优良，焊接时不必进行预热，可直接施焊；（2）当Ceq=0.40～0.60%时，钢材的硬倾向逐渐明显，可焊性尚可，焊接时需采取焊前适当预热，焊后缓冷等工艺措施，控制其焊接线能量；（3）当Ceq>0.60%时，钢材的硬倾向较强，可焊性较差，属于较难焊接的钢种，焊接时必须采取较高的预热温度和严格的工艺措施。

经计算得出，35CrMo钢的碳当量值Ceq=0.72%。

由此可见，这种材料的焊接性不良，焊接时其硬倾向较大，热影响区热裂和冷裂倾向都会较大，尤其在调质状态下焊接，热影响区的冷裂倾向将会表现得很突出，所以应在选取合适焊接材料、合理焊接方法的基础上，采取较高的焊前预热温度、严格工艺措施和控制适当的层间温度的条件下，才能达到实现产品焊接的目的。

强度特性35CrMo合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高。

蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。

低温至-110摄氏度，并具有高的静强度、冲击韧度及较高的疲劳强度、淬透性良好，无过热倾向，淬火变形小，冷变形时塑性尚可，切削加工性中等，但有第一类回火脆性，焊接性不好，焊前需预热至150~400摄氏度，焊后热处理以消除应力，一般在调质处理后使用，也可在高中频表面淬火或淬火及低、中温回火后使用。

汽车半轴的加工工艺
汽车半轴的加工工艺主要包括以下几个步骤：
1. 材料选择：选择适合制作半轴的材料，常见的材料有高强度合金钢、铸铁等。

2. 铸造或锻造：通过铸造或锻造将材料形成半轴的初始形状。

3. 粗加工：利用铣床、车床等机械设备对半轴进行粗加工，使其形状更加符合设计要求。

4. 热处理：将粗加工后的半轴进行热处理，以提高其硬度和强度，常见的热处理方法包括淬火、回火等。

5. 精加工：通过磨床、镗床等机械设备对半轴进行精加工，以提高其尺寸精度和表面光洁度。

6. 表面处理：对半轴进行表面处理，常见的方法包括镀锌、喷涂等，以提高其耐腐蚀性能。

7. 组装：将加工好的半轴与其他零部件一起进行组装，形成最终的汽车半轴。

需要注意的是，不同汽车类型和用途的半轴可能会有些许差异，加工工艺也会有
所不同，以上仅为一般的工艺流程。

汽车轴承材料及热处理技术浅析汽车轴承材料及热处理技术浅析■高阳，陈嗣国摘要：轴承在汽车发动机、变速器、轮毂等多个总成中均有出现，对车辆本身的工作性能、承载能力和使用寿命都有着较大的影响。

简要分析了汽车轴承的材料、性能要求、工作环境，并对热处理设备、工艺及发展方向做了简单阐述。

关键词：轴承；材料；热处理；发展趋势汽车行业是我国重要的支柱产业，在整个加工制造业中占有不可忽视的一席之地。

车身上的多个部件可见到轴承的身影，它有着承受载荷、降低摩擦、引导运动件的特殊使命。

随着我国经济发展和工业技术的不断进步，中国已成为包括汽车轴承钢在内的轴承生产大国，但是与德国Schaeffler、瑞典SKF、美国TIMKEN、日本KOYO等一流厂家还存在着较大差距，材料作为源头，今后的努力方向依然是严控冶金质量、非金属夹杂物级别、碳化物大小及分布，以及提高热处理技术水平等。

热处理是汽车轴承制造过程的关键工序，其加工质量好坏与原材料是影响轴承寿命的两大重要因素[1]。

热处理对于轴承等零部件在使用条件下的显微组织、力学性能、表面质量、尺寸形状精度和稳定性均有重要影响，因此优化热处理工艺，选择适合的热处理参数，获得与工件的使用状况和失效方式相适应的最佳综合性能，是热处理技术的重要课题[2]。

1. 轴承材料在汽车上的应用众所周知，轴承由外圈、内圈、滚动体（球、圆柱、锥形或滚针等）和保持架四大部分构成，有的带有密封圈，除了密封圈和部分保持架外，其余的制造材料主要是轴承钢。

选择汽车轴承的类型与型号时，主要依据承受的负荷性质、方向、大小、实际部位的工作环境，以及对轴承的刚度、极限转速、寿命、精度等方面的要求，一般由设计人员完成。

轴承在整车上的应用十分广泛，并且随车辆类型、安装部位和生产厂家的变化而变化，如图1所示。

笔者曾走访过国内的一些重要汽车轴承供应商，譬如上海人本、浙江万向精工、湖北新火炬、常州光洋、洛阳东升、重庆长江等，下面仅结合汽车动力系统（发动机中的交流发电机、空调电磁离合器、张紧轮和惰轮等轴承）、驱动系统（变速器中的轴齿、差速器、离合器等轴承）、轮毂轴承等相关产品作简要介绍。

半轴生产工艺流程
半轴生产工艺流程：
①原材料采购：选取优质合金钢或碳素钢棒材；
②下料：根据设计尺寸，采用锯床或等离子切割机进行精确截取；
③锻造：加热至锻造温度，经压力机或锻锤塑造成所需半轴毛坯形状；
④热处理：淬火+回火，提高半轴机械性能，确保硬度、韧性适宜；
⑤机加工：车削、铣削、钻孔、磨削等工序，加工轴颈、花键、法兰等部位，达到尺寸精度要求；
⑥探伤检测：进行磁粉、超声波等无损检测，确保无裂纹、夹杂物等缺陷；
⑦表面处理：如发黑、镀锌、喷漆等，防腐蚀、美化外观；
⑧终检包装：复查尺寸、硬度、外观等指标，合格后清洁、防锈处理，装箱入库。

半轴的零件结构,材料,生产工艺半轴是一种常见的零件结构，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。

它由材料、生产工艺等多个方面构成，下面将对这些方面进行详细介绍。

一、材料半轴的材料通常选择高强度合金钢、不锈钢等材料，以满足其在工作过程中的高强度和耐腐蚀性要求。

在选择材料时，需要考虑到半轴的使用环境、工作温度等因素，以确保其性能稳定可靠。

二、结构半轴的结构一般由轴头、轴身和轴尾组成。

轴头是连接半轴与其他零件的部分，通常采用圆柱形状，便于与其他零件的连接。

轴身是半轴的主要部分，通常是一个细长的圆柱体，承受着扭转和弯曲等力。

轴尾是与轴头相对的部分，用于固定半轴和其他零件。

半轴的结构设计需要考虑到应力分布均匀、刚度合适等因素，以满足其在工作过程中的要求。

三、生产工艺半轴的生产工艺包括锻造、热处理、机加工等多个环节。

首先是锻造，通过对金属材料的加热和锻打，将其变形成为半轴的初步形状。

锻造工艺需要控制好温度和锻打力度，以确保半轴的内部组织和力学性能。

接下来是热处理，通过对锻造后的半轴进行加热和冷却处理，使其获得良好的组织结构和性能。

最后是机加工，通过车削、铣削等加工工艺，对半轴进行精确的尺寸加工，以满足零件的要求。

总结半轴作为一种重要的零件结构，其材料、结构和生产工艺都对其性能和可靠性起着关键的影响。

正确选择合适的材料，设计合理的结构，采用科学的生产工艺，能够有效提高半轴的使用寿命和工作效率。

在实际应用中，还需要根据具体的工作环境和要求进行调整和优化，以满足不同场景下的需求。

通过不断的研究和改进，半轴的技术水平将得到进一步提高，为各个行业的发展做出更大的贡献。

半轴调质工序常见问题及应对措施作者：李长波、宗照东、高汝风、秦岩、程立半轴的定义：半轴是在差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴，其内端与差速器半轴齿轮连接，而外端与驱动轮的轮毂（或制动鼓\制动盘等）相连。

半轴的作用：从差速器传递来的扭矩经过半轴、轮毂等，最终传递给车轮，是传递系中传递扭矩的一个重要零件。

半轴的分类：半浮式、全浮式和3 /4浮式三种。

所谓“浮”是指卸除半轴的弯曲载荷而言，其中半浮式、全浮式两种结构形式应用较为广泛。

全浮式半轴：用于差速器与驱动轮连接起来的非断开式半轴，只承受转矩，不承受任何反力和弯矩。

全浮式半轴常用于牵引车。

半浮式半轴：用于差速器与驱动轮连接起来的非断开式轴，同时承受转矩、又承受反力及其形成的弯矩。

半浮式半轴常用于微型车。

以下介绍以全浮式半轴为准：全浮式半轴结构形式：半轴的原材料：在保证产品设计性能要求条件下，推荐采用的半轴材料应符合GB/T 699、GB/T 3077、GB/T 5216标准中要求的化学成分、机械性能等相关要求。

推荐牌号为40Cr 、40CrH 、42CrMo 、42CrMo H 、40MnB 、40MnBH 、50CrV 、50CrVA ，也允许采用能满足设计强度要求的其它材料。

其中最常用的材料为42CrMo 和40Cr 。

半轴的热处理工艺:半轴热处理工艺，推荐采用预调质处理后表面中频淬火. 预调质处理后心部硬度推荐采用HRC24～HRC30，推荐检测点为半轴杆部位置，在满足图纸要求的实际中频淬硬层加上3mm处检测。

在保证半轴性能指标要求条件下，也允许采用其它热处理工艺，如正火处理后表面中频淬火工艺。

其中半轴调质处理后表面中频淬火为常用工艺。

半轴调质金相组织按GB/T 13320 规定的检验部位及方法检验。

半轴中频淬火硬化层深度按GB/T 5617中规定检测方法执行，即硬化层深度以极限硬度界定。

半轴调质指淬火+高温回火，以获得回火索氏体的热处理工艺。

工程车辆主要零件热处理工艺工程车辆工作强度大，工况复杂，工作环境恶劣，因此，常用的一些关键零部件必须要采用合适的热处理方式，以提高其强度和耐磨性等综合性能。

一般情况下，工程车辆主要热处理零件包括轴（套）类、齿轮类、大型焊接结构件和叉架类等，本文针对上述零件热处理方式及技术应用发展趋势进行阐述。

轴（套）类零件热处理工程车辆常用的轴套类零件材料有45钢、20CrMnTi、20CrMo、40Cr和42CrMo等，热处理方式主要以材料碳含量区分，低碳（合金）钢一般采用渗碳、淬火的热处理方式，中碳（合金）钢一般采用调质处理。

1.调质处理由于许多工程车辆零件要求具有较高的强度和可靠性，因此一般轴类、套类零件均需进行调质处理。

目前，建筑机械调质处理零件一般是沿用锻造、正火、淬火和高温回火等工序进行处理，调质处理一向被认为是最合理的工艺方法，但也有一些不足之处，如工艺流程复杂及成本较高等。

工程车辆零件调质处理后应达到特定的要求：即淬火后回火前，表面金相组织应为马氏体或贝氏体，当零件直径小于使用材料的临界直径时，调质后的金相组织应为回火索氏体；凡零件直径大于使用材料的临界直径，调质后心部允许有细珠光体和游离铁素体。

零件调质处理后，表面硬度波动范围应符合附表要求。

工程车辆零件调质处理后表面硬度允许波动范围2.锻造淬火目前，在提倡建议节约型国家的大背景下，以节约能源和提高热处理性能为目的的锻造淬火逐渐被广泛采用。

锻造淬火工序为钢坯加热、预轧、模锻、切边、淬火和回火。

钢坯加热一般采用感应加热，所以不会产生太大的污染，工作环境良好。

由于锻造淬火利用锻造后的余热直接淬火，省去了第二次加热工序，经过锻造淬火处理后工件的淬透性好，甚至可以替代低合金钢，能使心部得到充分地硬化，并且有很好的韧性。

锻造淬火与普通淬火冲击值如图1所示，采取锻造淬火后的零件韧性增强，疲劳强度提高。

3.表面感应淬火在工程车辆中，一些中碳钢的轴类零件整体或局部通常采用高频、中频或超音频加热表面淬火热处理工艺。

半轴生产工艺半轴是汽车驱动系统的重要组成部分，其生产工艺对于产品质量和性能具有关键性影响。

下面将介绍半轴生产工艺的主要步骤和关键技术。

半轴生产工艺的主要步骤包括材料选择、冲压、焊接、热处理、机加工和组装等。

首先是材料选择，半轴通常采用优质的合金钢材料，以保证其强度和耐久性。

材料的选择应根据半轴的使用环境和要求来确定。

接下来是冲压工艺，通过冲压机将材料冲压成半轴的形状，并在冲压过程中进行切割和成形。

冲压工艺需要保证半轴的精确尺寸和形状，同时避免材料的扭曲和变形。

然后是焊接工艺，半轴的焊接通常采用气体保护焊或电弧焊等方法。

焊接工艺需要控制焊接温度和时间，以保证焊接强度和焊缝质量。

焊接工艺还需要进行质量检测，例如超声波检测，以确保焊缝的良好连接。

接下来是热处理工艺，热处理可以改善半轴的机械性能和组织结构。

常用的热处理方法包括淬火和回火。

淬火可以提高半轴的硬度和强度，回火可以减轻残余应力、提高半轴的韧性和可靠性。

然后是机加工工艺，包括车削、铣削、钻孔等工序。

机加工工艺需要保证半轴的尺寸精度和表面质量，以满足半轴的装配要求和使用要求。

最后是组装工艺，将半轴与其他部件进行组装，例如轮毂、轴承和传动装置等。

组装工艺需要保证半轴与其他部件的配合精度和质量，以确保整个驱动系统的正常运转。

半轴生产工艺中的关键技术包括材料工程、冲压工艺、焊接技术、热处理技术和机械加工技术等。

这些技术的应用和掌握对于半轴的生产质量和性能有着重要影响。

总之，半轴的生产工艺涉及多个环节，需要精确控制各个工艺参数，以确保产品质量和性能。

通过不断优化工艺流程和提高关键技术的应用水平，可以提高半轴的生产效率和质量水平。

汽车半轴生产加工工艺 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】汽车半轴生产加工工艺如今，汽车随处可见，汽车在当今社会有重要的影响，人们现在时刻也离不开汽车，现在没有汽车的世界是难以想象的。

所以研究汽车有重要的意义。

半轴是汽车传动系统的一个重要组成部分，半轴是用来将差速器半轴齿轮输出的动力传给驱动轮或轮边减速器，半轴外端与轮毂连接，半轴内端以花键连接着半轴齿轮，半轴齿轮在工作时只将扭矩传给半轴，半轴内端只受扭矩而不受弯曲力矩，半轴是汽车的轴类零件中承受扭矩最大的零件。

汽车半轴图⏹选材当汽车在启动或上坡时，扭矩很大，特别在紧急制动或行驶在不平坦的道路上时工作条件更为恶劣，半轴要承受冲击、交变弯曲疲劳荷载和扭力的作用，因此，半轴生产所需的材料要有足够的抗弯强度、抗剪强度和较好的韧性。

因此，合金调质钢中的40Cr是较合适做汽车半轴的。

⏹加工工序1.选料剪切，同时确定加工余量，方便后续的加工操作。

2.半轴在空气锤上进行胎模锻造，并用摆碾机摆帽。

3.对半轴进行喷丸处理4.进行毛坯杆部校直，保证垂直度在校直中，第一次是毛坯校直，第二次是热处理后校直热处理后的校直要保证跳动不大于，和。

毛坯校直，用两个固定校直滚子装置支承半轴，由一个传动连接装置与半轴法兰端上的两个突出部位相吻合，并带动半轴旋转，尾座顶尖顶住半轴的杆部，校直机上的压头下落，半轴在滚子和压头的作用下校直。

热处理后的校直，半轴支承在夹具两端，夹具能够很容易地从一端移到另一端，这样压头就能在花键端与法兰端之间的任何高出部位加载钻小端中心孔、粗车大外圆5.粗车小端，采用六角转塔车床或采用仿型车床进行粗车和精车加工6.车大孔平端面是提高半轴生产线生产率的一个关键工序，采用切入法铣端面是较好的。

7.粗车大端、精车大端，精车小端。

8.冷滚轧花键滚扎花键以两端中心孔定位,滚扎渐开线花键，滚扎花键所需仪器是花键滚扎机。

渗碳半轴的热处理生产工艺设计热处理生产工艺设计：渗碳半轴
前处理：
将半轴进行清洗，去除表面污垢和油脂。

确保半轴表面光洁，以便后续处理。

渗碳工艺：
将清洁的半轴放入渗碳炉中。

根据所需渗碳深度和材料要求，设定适当的温度和渗碳介质。

将渗碳介质加热至所需温度，并保持一定时间以完成渗碳过程。

渗碳过程中需要注意温度的控制，确保温度稳定并均匀分布于整个半轴表面。

根据材料要求，可以进行多次渗碳循环，以达到所需的渗碳深度。

冷却和清洗：
在完成渗碳过程后，将半轴从渗碳炉中取出。

将半轴迅速放入冷却介质中，以快速冷却并稳定材料结构。

冷却介质可以是水、油或空气，根据具体需求选择合适的介质。

完成冷却后，将半轴进行彻底清洗，去除渗碳介质和任何杂质。

淬火：
渗碳后的半轴需要进行淬火以增加硬度和强度。

将清洗干净的半轴放入淬火剂中，如水、油或盐溶液。

淬火过程中需要控制淬火剂的温度和半轴的浸泡时间，以确保获得所需的硬度和组织结构。

回火：
完成淬火后，半轴可能会变得过脆，需要进行回火以降低脆性并提高韧性。

将淬火后的半轴放入回火炉中。

根据材料要求，设定适当的回火温度和持续时间。

控制回火温度和时间是关键，以确保获得所需的材料性能。

最终处理：
完成回火后，将半轴从回火炉中取出并进行冷却。

汽车全浮式支承半轴感应热处理技术条件
陈守介
【期刊名称】《汽车科技》
【年(卷),期】2001(000)003
【摘要】分析了汽车半轴感应热处理淬硬层深度与强度的关系，指出了正确选择淬硬层深度能够显著提高半轴的疲劳寿命。

【总页数】4页(P9-11,36)
【作者】陈守介
【作者单位】东风汽车公司载重车公司制造技术部
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.一种微型车用半轴全浮支承式动力储备驱动后桥 [J], 吴先友;刘仁
2.摩擦焊接工艺在全浮式汽车半轴制造中的应用 [J], 范春义
3.全浮式汽车半轴杆径的坡道载荷设计法 [J], 陆有生
4.全浮式汽车半轴可靠性模糊优化设计 [J], 郭惠昕;田光宇
5.汽车全浮式半轴的可靠性优化设计 [J], 王洪宝
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