汽车半轴热处理工艺

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汽车半轴热处理工艺

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。

汽车半轴断裂原因分析及对策研究解析

汽车半轴断裂原因分析及对策研究摘要在当今社会，汽车已经走入了寻常百姓的家里，可以说汽车已经成为了我们生活中的一个重要部分。

而半轴是汽车传动系统的一个重要组成部分，它是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。

根据其支承型式不同，可分为全浮式半轴和半浮式半轴。

汽车半轴在使用过程中常出现弯曲、扭曲和断裂以及花键齿磨损或扭斜等敌障。

我们课题将对半轴所出现的断裂问题进行分析，并对其提出相应的对策。

首先是对半轴材料以及处理工艺上进行分析，找出其对于半轴断裂的影响，并提出解决方案；其次是对半轴结构上的受力分析，运用ANSYS有限元分析软件，对半轴模型施加不同作用力，通过分析其位移云图，节点等效应力图，位移矢量图等，分析半轴受力与变形情况，对此在半轴结构上提出相应的解决对策。

最终，我们通过分析研究，发现对于半轴材料及处理工艺上，往往是在材料选取上以及热处理工艺上出现不达标等问题造成的。

而你对于半轴结构的受力分析，我们通过对软件结构进行分析，最终得出半轴两端部以及花键，变直径等应力集处，最容易产生断裂现象，所以在半轴的设计与制造时，应当尽量避免这些不利因素。

关键词汽车半轴全浮式半浮式 ANSYS软件受力分析引言汽车自19世纪末诞生至今100余年期间,汽车工业从无到有,以惊人的速度发展,写下了人类近代文明的重要篇章。

汽车是数量最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的现代化交通工具。

而汽车半轴是汽车的一个重要部件，它是差速器与驱动轮之间传递转矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端以凸缘与轮毂连接。

汽车半轴的结构形式取决于驱动车轮的结构，根据半轴的受力情况，半轴分为全浮式半轴和半浮式半轴。

由此可见汽车半轴是汽车正常行驶的一个重要的部件，半轴性能的好坏对于汽车的安全行驶起着重要的因素。

我们的课题将对汽车半轴常出现的断裂问题进行分析，通过查找资料并运用ANSYS有限元分析软件，找到半轴断裂原因并提出相应的解决方案。

汽车半轴热处理工艺设计说明

42CrMo的调质工艺曲线
时间min
4、检验外观：无裂纹，碰伤，变形量≤5％。硬度：28~35HRC之间金相组织：回火索氏体+心部3％的铁素体。
5、表面淬火和回火技术要求：根据半轴杆部直径来确定淬硬层深度，当б=10 ~20％时，疲劳强度最大，杆部淬硬层深度应达到直径的15 ％，杆部硬度要求50~55HRC。
3-2-2、加热温度根据42CrMo钢的力学性能要求与回火温度的关系，回火温度取560 ℃。
3-2-3、回火时间确定回火时间的基本原则：保证工件透热和组织转变能充分进行。回火保持时间按经验公式： t=K+AD ≈120min （省略计算） 3-2-4、冷却方式 42CrMo钢中含有Cr元素，回火容易产生高温回火脆性。为了控制高温回火脆性，回火后应进行快冷（水冷、K油）。
工艺参数：
变压器匝数
输出电压/V 输出电流/A 输出功率/Kw
32~33：1 加热温度/ ℃ 发电机电流频/Hz 2500 加热时间/s
480 160 75 冷却介质淬火方式
900
180 乳化液连续
检验：硬度： 50~55HRC 硬化层深度：用试块按GB8817-86检验金相组织：用试块按GB2841-89检验铁素体量，允许硬化区有少量铁素体存在。
32回火321回火目的减少或消除淬火应力保证相应的组织转变提高钢的韧性和塑形获得硬度强度塑性和韧性的适当配合以满足各种用途工件的性能要求
汽车半轴热处理工艺说明书
一、半轴半轴也叫驱动桥。半轴是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有全浮式和半浮式两种。 • 全浮式半轴只传递转矩，不承受任何反力和弯矩，因而广泛应用于各类汽车上。全浮式半轴易于拆装，只需拧下半轴突缘上的螺栓即可抽出半轴，而车轮与桥壳照样能支持汽车，从而给汽车维护带来方便。 • 半浮式半轴既传递扭矩又承受全部反力和弯矩。它的支承结构简单、成本低，因而被广泛用于反力弯矩较小的各类轿车上。但这种半轴支承拆取麻烦，且汽车行驶中若半轴折断则易造成车轮飞脱的危险。

45#钢汽车轮毂轴管的热处理工艺改进

45#钢汽车轮毂轴管的热处理工艺改进河南英威东风机械制造有限公司是一家汽车轮毂轴管专业化生产厂，年产量达150 万件，常年对大量的汽车轮毂轴管进行热处理。

汽车轮毂轴管又称半轴套管，主要用于载重货车的冲压焊接桥壳及工程驱动桥两端的轮边支撑。

图1 所示为国内某著名汽车公司从国外引进的具有世界先进水平的大吨位重型车后桥上使用的半轴套管。

材料为45 钢，硬度要求170 ～285HBW。

其生产工艺流程为：下料→中频加热→3 道热挤压成形→粗加工→ 正火处理→精加工。

传统正火热处理工艺曲线如图2a 所示，设备为RJX - 150 - 9 箱式电阻炉；≤800 ℃时开始装炉，每炉12 件；随炉升温至( 860 ±10 ) ℃，保温( 85 ±5) mi n ，出炉冷却至室温。

按此工艺生产我们已稳定批量供货多年，产品质量一直很稳定。

今年年初我们采购国内某钢厂( 炉号：用油作冷却液后的工件的硬度梯度如图6 所示。

在用油作淬火液淬火后的工件的硬度梯度与用水基淬火液工件相比较，可以明显看出用油淬后的工件硬度梯度曲线是非常平缓的；而从油淬工件的硬化层表中可以看出硬化层深度达到了要求的 1. 5 ～3. 0 mm；经磁粉探伤试验工件无裂纹。

经装机试验，工件在较大负载下，无打齿现象发生。

57 KB1505R) 45 钢上百吨，按传统正火工艺生产，其硬度值合格率极低，仅占20 % 且均为下限值。

随后调整正火加热温度，并采用高压风冷欠速淬火工艺，效果并不理想。

为此我们对热处理工艺进行了新的探索，采用喷雾强制冷却欠速淬火新工艺，并取得了成功。

1. 材料成分检验对该炉号45 钢进行化学成分定量分析，结果是wC= 0. 42 % ，wSi = 0. 26 % ，wMn = 0. 6 % ，wP ≤0. 32 %,wS ≤0. 30 %。

符合国家标准，碳含量处于标准下限值。

2. 热处理工艺和配套设备的设计目前，国内外采用欠速淬火热处理工艺的冷却方式主要有两种：喷高压风强制冷却和喷雾强制快速冷却。

半轴的表面淬火

出了采用变参数中频连续淬火方案，经小批量生产验证及切剖检查表明，该方案能得到均匀的淬火
层，满足设计使用要求，为进一步满足大批量生产需要，在现有设备的条件下，对该法存在的问题提出
了改进设想。
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关键词：半轴表面淬火变参数中频连续淬火
的，可以部份地相互抵消，剩下不足以补偿抵消的部因而，在安排起始加热部位时，使用感应器端面对其
份。如能改变设备输出功率来平衡，则最终能保持工施以平面感应器加热，从而，在对 ! ４０ｍｍ圆柱淬
件上功率密度不变。
火安排间隙时，可先剔除该台阶不予考虑。
经此分析后，决定采用变参数连续淬火法进行
! ２８ｍｍ圆柱部分长度大，占淬火长度的绝大
试验。
部份，故应优先考虑， ! ２９ｍｍ、! ３０．３ｍｍ可结合在
３试验结果及问题讨论
! ２８ｍｍ内一并考虑， ! ２１ｍｍ、! ２３ｍｍ两段为淬火结束部位。相对来说磁力线散逸，传导散热等损失
通过几次摸索性方案试验，对感应器结构、尺寸要小，等截面连续淬火时一般都要采用降低功率，加
［２］刘志儒．金属感应热处理［Ｍ］．北京：机械工业出版社，
求的均匀淬火层，但是，在具体生产中也暴露了一些
１９８５．
问题，影响淬火质量的稳定。
首先，起始部位端面间隙的调整困难，调大了，
通信地址：江西省新余市长林集团长林机器公司技术部
端面到温滞后太多，侧面出现过热现象，调小了，又（３３８０２９）
因此，寻找非常规的加热方法以求得到均匀连续的淬火层便成为半轴热处理的关键。

半轴的表面淬火

时感应器内侧、底面电流动态平衡促使同时到温。
批量生产的要求。
经此改进和调整后，得到了满意的淬火层。
４存在问题及今后改进设想
参考文献［１］热处理手册编委会．热处理手册［Ｍ］．北京：机械
半轴表面淬火经过多次摸索试验及小批生产，
工业出版社，１９８４．
证明采用变参数的连续淬火法能够得到符合设计要
降低感应器高度在于削弱圆环效应，促进临近效应
改进设想：调整旋钮和仪表移至操纵盘附近，方
起主导作用，有利于中频电流按内侧、底部较合理分便调节，或机床加装拨动开关，到位即自动调节。
布，减少感应器与 ! ４０ｍｍ端面间隙，也在于尽量
另一种设想是设计一种装配式可调间隙感应
提高临近效应作用，加大感应器底部加热效率，当此器，在淬火操作过程中自动调整好间隙至最佳状态，
应器与工件间间隙变化，造成漏磁和磁力线散逸等争取达到最大的感应器效率，因此必须合理安排好
损耗变化而改变感应器效率，最终也改变工件表面间隙。
得到的功率密度。分析这两种因素（表面积变化，间
为尽量控制间隙，又争取达到最大感应器效率，
隙变化）对功率密度的影响，可知其影响趋势是相反针对此半轴 ! ４０ｍｍ段淬火长度可缩短至２ｍｍ，
· !
均能均匀加热变截面表层，但所需设备功率都较大。为４８～５１ＨＲＣ，Ｃ段硬度为５４～５５ＨＲＣ，图中Ｍ表工
我厂现有感应加热设备功率较小，满足不了要求，勉示马氏体级别。
艺
强使用，或则需时太长，变成整体加热淬火，失去表
面淬火特点；或则根本加热不够，无法淬火。目前只

常见汽车级机床用零件机加热处理工艺路线

一、齿轮1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳（碳、氮共渗）、淬火及回火→（喷丸）→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程配料→锻造→正火→粗加工→精加工→感应或火焰加热淬火→回火→珩磨或直接使用→调质→3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程锻坯→正火→粗车→高频预热→精车（内孔、端面、外圆）滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿二、滚动轴承1.套圈工艺流程棒料→锻制→正火→球化退火车削加工→去应力退火→淬火→冷处理→低温回火→粗棒料→钢管退火磨→补加回火→精磨→成品2.滚动体工艺流程（1）冷冲及半热冲钢球钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品（2）热冲及模锻钢球棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品（3）滚子滚针钢丝或条钢（退火）→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品三、弹簧1.板簧的工艺流程切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收2.热卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收3.冷卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收四、汽车、拖拉机零件的热处理1.铸铁活塞环的工艺流程（1）单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品（2）简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品2.活塞销的工艺流程棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品3.连杆的工艺流程锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程合金铸铁整体铸造（间接端部冷激）→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造（端部冷激）→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部（冷激）→回火→精加工→成品钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品7.半马氏体半奥氏体型耐热钢（Gr13Ni7Si2）排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→热处理→精加工→成品8.奥氏体耐热钢排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→阀面和尾部堆焊耐热合金→热处理→杆部滚压或软氮化→精加工→成品9.半轴调质的工艺流程合金结构钢棒料→锻造成形→正火或退火→机械加工→调质→校直→精加工→成品10.半轴的表面淬火的工艺流程棒料→锻造成形→预先热处理→校直→机械加工→表面淬火→校直→精加工→成品11.柱塞副和喷油嘴偶件的工艺流程热扎退火棒料→自动机加工成型→热处理→精加工→时效→成品12.拖拉机履带板（1）40SiMn2履带板的热处理热轧成形→下料→机加工→热处理→成品（2）ZGMn13履带板的热处理铸造成型→热处理→成品五、金属切削机床零件的热处理1.机床导轨（1）MM7125平面磨床立柱镶钢导轨锻造→正火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→回火→磨（2）M9025工具曲线磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨（3）S788轴承磨床镶钢导轨机加工→消除应力退火→机加工→渗碳→淬火→回火→磨→时效（4）MZ208轴承磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→冰冷处理→回火→磨→时效2.机床主轴（1）CA6104车窗主轴（45钢）下料→粗加工→正火→机加工→高频淬火→回火→磨（2）T68、T611镗床的镗杆及MGB132磨床的主轴（35CrMoAlA钢）下料→粗车→调质→精车→消除应力处理→粗磨→渗氮→粗磨（3）SGC630精密丝杠车床主轴（12CrNi3A）锻造→正火→机加工→渗碳→正火→校直→消除应力→机加工→头部淬火→颈部淬火→回火→磨→时效（4）X62W万能升降台铣床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造→机加工→淬火→回火（5）M1040无心磨床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造→机加工→正火→机加工3.丝杠（1）7级或7级精度一下的一般丝杠（45钢）下料→正火或调质→校直→消除应力处理→机加工（2）6级或6级以上精密不淬硬丝杠（T10或T12钢）球化退火→机加工→消除应力处理→机加工→时效→精加工（3）中大型精密淬硬丝杠（CrWMn）锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→消除应力→机加工→淬火、回火→冰冷处理→回火→探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工（4）中小型精密淬硬丝杠（9Mn2V）锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→淬硬淬火→回火→冰冷处理→回火、探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工（5）滚珠丝杠（GCr15，GCr15SiMn）4.弹簧卡头（1）卧式多轴自动车床夹料卡头（9SiCr）锻造→退火→机加工→淬火→回火→机加工→磨开口→胀大定型（2）卧式多轴自动车床送料卡头（T8A钢）锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨（3）仪表机床小型专用卡头（60Si2）退火→机加工→淬火→回火→磨（4）磨阀辨机床专用卡头（65Mn）锻造→正火→高温→回火→机加工→淬火→回火→机加工5.摩擦片（1）X62W万能升降台铣床摩擦片（A3）机加工→渗碳→淬火→回火→机加工→回火（2）DLMO电磁离合器摩擦片（65Mn）冲片→淬火→回火→磨（3）电磁离合器摩擦片（6SiMnV）锻造→退火→切片→淬火→回火→磨6.FW250万能分度头主轴（45）锻造→正火→机加工→淬火→回火→机加工7.万能分度头蜗杆（20Cr）正火→机加工→渗碳→机加工→淬火→回火→机加工8.三爪卡盘卡爪（45）正火→机加工→淬火→回火→高频淬火→回火→法蓝→磨加工9.三爪卡盘丝（45）锻造→正火→机加工→淬火→回火→法蓝→磨六、活塞1.20CrMnMo钢制活塞的热处理锻造→正火→检验→机加工→渗碳→检验→正火→淬火→清洗→回火→检验→喷砂→磨削2.钒钢活塞的热处理下料→锻造→检验→预先淬火→球化退火→检验→机加工→淬火→回火→检验→磨削七、凿岩机钎尾锻造→退火→检验→渗碳→检验→淬火→回火→清洗→检验→磨削。

半轴机械加工工艺及工装设计

半轴机械加工工艺及工装设计引言半轴作为汽车传动系统的重要组成部分，其机械加工工艺及工装设计对产品质量和生产效率有着重要影响。

本文将介绍半轴的机械加工工艺和工装设计，以及相关的工艺要点和注意事项。

半轴机械加工工艺半轴机械加工工艺主要包括以下几个步骤：1. 原材料准备选择适用的原材料对半轴的性能和加工工艺都有着重要影响。

通常情况下，半轴的原材料采用优质的合金钢。

在选择原材料时，需考虑到材料的机械性能、抗疲劳性能和耐磨性能等。

2. 材料切割材料切割是半轴加工的第一步，一般采用激光切割或者火焰切割进行。

切割时需要保证切割面的光洁度，以便后续的加工工艺能够顺利进行。

3. 粗加工粗加工是将切割好的材料进行粗糙加工，常见的方法有车削、铣削和钻削等。

在粗加工过程中，需要注意避免过度切除材料，以确保后续加工过程有足够的余量。

4. 热处理热处理是半轴加工中的重要一步，通过热处理可以改善半轴的组织结构和性能。

常见的热处理方法有淬火、回火和正火等。

在选择热处理方法时，需要根据半轴的具体要求和工作条件来确定。

精加工是半轴的最后一步加工工艺，主要包括磨削、车削和镗削等。

精加工过程中需要保证加工精度和表面质量，以满足半轴的装配要求和使用要求。

半轴工装设计半轴的工装设计对加工质量和效率有着重要影响。

以下是半轴工装设计的几个关键点：1. 夹持方式选择半轴在加工过程中需要进行夹持，夹持方式的选择直接影响加工质量。

常见的夹持方式有机械夹持和气动夹持两种，选择合适的夹持方式需要考虑半轴的形状、尺寸和加工要求等。

夹具是夹持半轴的重要组成部分，其设计要考虑到夹持力的大小、夹持点的位置和夹持面的精度要求等。

夹具的设计需要保证夹紧力均匀分布，避免对半轴造成损伤。

3. 定位装置设计定位装置的设计对于保证半轴加工的精度和一致性非常重要。

定位装置的设计要考虑到半轴与夹具之间的位置关系和定位精度要求，确保半轴能够准确地定位在指定位置。

4. 切削液供给半轴的加工过程中需要切削液进行冷却和润滑。

半轴热处理工艺课程设计

半轴热处理工艺课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握半轴热处理工艺的基本原理，理解材料力学性能与热处理工艺之间的关系；2. 学生能够描述半轴热处理过程中的关键参数，如温度、时间等，并解释其对半轴性能的影响；3. 学生能够了解半轴热处理工艺在实际工业生产中的应用及意义。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的半轴热处理工艺方案，并进行初步的工艺参数计算；2. 学生能够分析半轴热处理过程中可能出现的问题，并提出相应的解决措施；3. 学生能够通过实际操作，掌握半轴热处理的基本操作技能，提高动手能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱专业，树立正确的专业思想，增强对制造业的认同感；2. 培养学生严谨的科学态度，提高对工艺过程控制的重视程度；3. 培养学生的团队协作精神，学会在工艺实践中相互交流、共同进步。

课程性质：本课程为机械制造与自动化专业的一门实践性较强的专业课程，旨在帮助学生掌握半轴热处理工艺的基本知识和技能。

学生特点：学生已具备一定的材料力学和金属工艺学基础知识，具有一定的分析问题和解决问题的能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和工艺创新能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述具体、可衡量的学习成果。

二、教学内容1. 半轴热处理工艺基本原理：包括金属材料的加热、保温、冷却过程及其对组织性能的影响，重点讲解热处理强化原理及半轴热处理后的性能变化。

教材章节：第二章金属材料与热处理，第三节热处理工艺原理。

2. 半轴热处理工艺参数：介绍半轴热处理过程中的关键参数，如淬火温度、保温时间、冷却介质等，分析各参数对半轴性能的影响。

教材章节：第二章金属材料与热处理，第四节热处理工艺参数。

3. 半轴热处理工艺流程：讲解实际生产中半轴热处理工艺的流程及操作要点，包括工艺方案的制定、工艺参数的选择、操作步骤等。

教材章节：第二章金属材料与热处理，第五节热处理工艺流程。

汽车半轴生产加工工艺

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。

半轴的零件结构,材料,生产工艺

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。

40Cr车桥半轴取消调质的中频淬火

工成邮／蜘（花键外园）的半轴（半成品）为１｝｝，２＃试样．
并对经过调质处理后中频淬火的半轴（现工艺加工的产品）取样进行分析作为３＃样．２）试验条件和方法．采用１００ｋＷ（实际使用功率为５０
。６０
２试验结果
试验结果见表１、表２．
ｋＷ）的中频设备，用连续加热淬火的工艺方法；０．２０％表１试样径向深度与硬度检测结果ＨＲＣ
本，我们对重型汽车车桥用半轴（４０Ｃｒ／书５５圆钢一ＧＭ
３０７７—１９９９）产品，机械加工后的中频淬火前取消预备热处理（调质处理）工序的加工工艺方案进行了相关的工艺试验和静扭、疲劳实验验证．
１试验条件、方法和检测
１）试验用材料．采用现行产品半轴使用的材料：４０Ｃｒ／
佑５（ＧＢ／Ｔ３０７７—１９９９）退火圆钢（未经调质处理）直接机加
为了在满足产品质量前提下提高生产效率，降低成
一０．４０％的水溶性淬液摔火．其中ｌ＃试样与现产品半
轴（已调质）相同的中频淬火工艺及工艺条件下进行中频连续加热淬火、回火处理；２＃试样：中频淬火时对淬火工艺进行了调整（采用中频深加热的工艺方法进行淬、回火处理），热处理后全部进行探伤检查．３＃试样为按现工艺（经过调质处理）的产品取样．３）试样的检测．经探伤检查无裂纹，径向线切割取样后对试样切ＦＩ面平磨和抛光，用洛氏硬度机检测试样的淬火表面和径向各不同深度的硬度；用维氏硬度计检测硬度梯度．并对试样的金相组织进行检测．
１１２
四川兵工学报
从以上结果分析可见：取消调质处理，圆钢下料直接
３结果分析
１）ｌ＃试样为采用４０ｃｒ退火态圆钢按现中频淬火工艺生产的半轴，由于退火态的原始组织珠光体为球状或粗片状（渗碳体的体积大），按现中频加热淬火工艺，由于加热速度快、体积大的渗碳体溶解性差，虽表面部分的渗碳体溶解了，但径向一定深度的渗碳体却难以完全溶解和均匀化．而渗碳体的溶解和均匀化不良将会使奥氏体中的碳浓度低且不均匀．奥氏体的转变温度必须相对较高．而使得淬火后的硬度不足，表面硬度和硬化层的均匀性较差且硬化层较浅．所以必须要有稍长的加热时间才能使球状或粗片状珠光体中的渗碳体溶解和均匀化，使淬火的表面硬度和硬化层的均匀性提高，也可加深淬火硬化层深度．从结果可见采用退火态的圆钢按现工艺加工的半轴其硬度偏低，硬度分布和硬化层深度的均匀性均不良．２）２群试样同为４０Ｃｒ退火态圆钢生产的半轴．但分析了ｌ＃试样的工艺并结合检测结果后调整了中频淬火过程中的各种工艺参数，以及加热方法和加热功率，使其达到深加热的目的，从而使基体组织的渗碳体的溶解较充分和能够均匀化，奥氏体中的碳浓度相应得到了提高．产品淬火的表面硬度就得到了相应提高，也加深了硬化层深度．由于未经调质处理，其心部区域的硬度仍然较低（为退火态硬度）．但产品总体的强度得到大幅提高．３）３舞试样为现工艺（经调质）的产品取样．检测结果显示：由于经过了调质处理，基体组织为回火索氏体（片层状很小的珠光体），该组织在中频加热时较弥散的渗碳体溶解性好，奥氏体转变温度也相对较低．奥氏体中的碳浓度较高且均匀性好，淬火后易获得较高和均匀的硬度及硬化层分布．其硬化层深度和硬度虽比２＃试样略低，但心部硬度略高．４）必须指出，在中频深加热淬火过程中由于对产品是局部连续加热淬火，而加热时间短，温升快且温度高，淬火冷却剧烈，在转变成马氏体之前工件被加热部分的表面存在很大的应力，且为拉应力，当这一拉应力大于表面材料的正断抗力时便会产牛裂纹．而在原材料存在带状组织不良和非金属夹杂物的区域其材料的正断抗力就低，更容易在此区域产生裂纹，且淬火后在这些区域硬度的差异也大．本次试验中虽未出现淬裂，但由于原材料各炉批次的差异性，在批量生产中若原材料质量控制不良也难免会出现淬裂的问题．鉴于国内钢材的基本状况，必须对钢材的质量在采购时就严格要求并加严控制部分技术指标，特别是钢材的非金属夹杂物的含量，带状组织等指标的要求应提高．由于４０Ｃｒ退火态圆钢材料的硬度低，半轴（未调质）在机加工车削过程中应注意产品的表面粗糙度、特别是花键表面的粗糙度的控制．

汽车半轴加工工艺分析与设计

汽车半轴加工工艺分析与设计目录中文摘要英文摘要1.前言1.1国外汽车半轴的加工工艺1.2国内后桥半轴先进的机械加工工艺技术2.材料的选择3.汽车半轴加工工艺流程及主要加工工序3.1剪料3.2摔杆3.3摆帽3.4喷丸3.5杆部校直3.6钻小端中心孔A3/7.53.7粗车大外圆3.8粗车小端3.9车大孔3.10钻中心孔B4/12.53.11粗车大端、精车大端3.12精车小端3.13冷滚轧花键3.13.1冷滚轧花键的优点3.13.2冷滚轧花键的加工方法3.13.3冷滚轧花键的工艺要求3.13.4典型的冷滚轧机技术参数3.13.5冷滚轧花键加工实例3.14半轴的热处理3.14.1热处理的具体工序3.15磁力探伤检验4.夹具设计4.1原夹具存在的问题4.2可微调新型夹具摘要汽车自19世纪末诞生至今100余年期间,汽车工业从无到有,以惊人的速度发展,写下了人类近代文明的重要篇章。

汽车是数量最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的现代化交通工具。

没有哪种机械产品像汽车这样对社会产生如此广泛而深远的影响。

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，对于采用非独立式悬架的驱动桥，根据其半轴内端与外端的受力状况，一般又分为全浮式半轴、四分之三浮式半轴与半浮式半轴三种。

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，几个行星齿轮对半轴齿轮施加的径向力是互相平衡的，因而并不传给半轴内端。

主减速器从动齿轮所受径向力则由差速器壳的两轴承直接传给主减速器壳。

因而，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，为了满足半轴的强度要求．多年来，世界备国除了用各种各样的计算方法外，还在材料选择、毛坯成型、机械加工和热处理等方面进行着不懈的努力。

本文主要是对半轴在锻造车间、机加车间、热处理车间的各步工艺进行分析和改进以及半轴的热处理和半轴齿轮的夹具改进。

汽车行星和半轴齿轮热处理工艺的改进

切料一中频加热一热精锻一去飞边一余热退火一抛
丸清理一切削加工一渗碳、淬火、回火一磨削加工。
齿轮的锻造余热退火是齿轮的锻坯在终锻切边后，以大约４～Ｏ℃／ｉ冷却速度冷却到珠光体转Ｏ５ｍｎ的变温度（０～０６０７０℃）人炉并保温９ｎ后出炉窄０ｍｉ
提高齿轮热处理的生产效率？关键词：行星齿轮；半轴齿轮；热处理
中图分类号：４３２ｌＵ６．８３文献标识码：Ｂ
ＩｐｏｅｅｆＨｅｔＴｒａｍｅｔＰｒｃｓｏｕｃｍｒｖｍｎｔｏａｅｔｎｏｅｓｆｒＴｒｋ
汽车行星和半轴齿轮热处理工艺的改进
金荣植
（尔滨汇隆汽车箱桥有限公司，哈黑龙江哈尔滨ｌ０８）５ｏ０
摘要：过热处理工艺试验汪明：用再加热淬火【艺，通采町以细化齿轮材料的晶粒度和显微组织，善不良的预处理改组织；用中冷连续式渗碳自动线进行渗碳淬火，仪可以细化材料的晶粒，善齿轮的金相组织，且还可以大大采不改而
ｍｉｒｓｒｃｕｅｆｒｔａｍｅｔａｂｉｒｖｄＣｂｒｉｇｎｑｅｃｉｇｒｃｎｕｔｄｙｓｎａａｔｍａｉｃｏｔｔｒｏｐｅｒｔｎｃｎｅｍｐｏｅ．ａｕｚｎａｄｕｎｈｎａｅｏｄｃｅｂｕｉｇｎｕｏｔｕｅｉｃ

汽车半轴标准qct294—1999

中华人民共和国行业标准QC/T 294 —1999代替ZB T21 004 —89汽车半轴技术条件1主题内容与适用范围本标准规定了汽车半轴的技术要求、试验方法、检验规则及对标志、包装、运输、贮存的要求。

本标准适用于非转向桥厂定轴载质量13t及13t以下各种汽车（矿用车除外）的全浮式半轴及半浮式半轴。

2引用标准ZB T21 003汽车半轴台架试验方法3术语汽车半轴静扭强度失效后备系数K式屮筑嗣一半轴破坏扭矩，N皿矚一半鏈计算扭矩，4技术要求4. 1产品应符合本标准要求，并按经规定程序批准的图样及技术文件制造。

4. 2在保证产品设计性能要求条件下，推荐采用的半轴材料牌号为40Cr、42CrMo 40MnB 40CrMnMo 35CrMo 35CrMnS、40CrV和45 号钢，也允许采用能满足本标准要求的其他材料。

4. 3半轴热处理工艺，推荐采用预调质处理后表面中频淬火处理工艺。

预调质处理后心部硬度为HRC2牛30;中频淬火处理后杆部表面硬度不低于HRC52花键处允许降低3个硬度单位，杆部硬化层深度范围为杆部直径的10〜20%,硬化层深度变化不大于杆部直径的5%,杆部圆角应淬硬，法兰盘硬度不低于HRC24在保证半轴性能指标要求条件下，也允许采用其他热处理工艺，如正火处理后表面中频淬火工艺。

4. 4 感应淬火后半轴的金相组织a.预调质处理后表面中频淬火处理，硬化层为回火马氏体，心部为回火索氏体；b.正火处理后表面中频淬火处理，硬化层为回火马氏体，心部为珠光体加铁素体。

4. 5粗糙度：法兰盘安装端面不大于Ra3. 2,非加工杆部及杆根部圆角为毛坯表面，经过加工的杆部不大于Ra6. 3 （喷丸处理允许增大到Ra 12.5 ），杆根部圆角不大于Ra3. 2,花键外圆定心表面不大于Ra 0.8，花键齿侧定心表面不大于Ra3. 2,与轴承配合表面不大于Ra 0.8。

4. 6当以半轴轴线为基准时，有关部位的形状和位置公差应符合以下规定：a.法兰盘安装面的端面全跳动公差等级不低于9级；b.与轴承配合的轴颈表面径向圆跳动公差等级不低于7级，c.与轴封配合的轴颈表面径向圆跳动公差等级不低于9级；d.花键定心表面的径向圆跳动公差等级不低于10级，e.杆部表面的径向圆跳动公差等级不低于12级；f.法兰螺栓孔的位置度公差不大于© 0.2mmE、4 . 7半轴磁力探伤后应退磁。

汽车半轴加工工艺分析与设计

目录中文摘要1.前言1.1国外汽车半轴的加工工艺1.2国内后桥半轴先进的机械加工工艺技术2.材料的选择3.汽车半轴加工工艺流程及主要加工工序3.1剪料3.2摔杆3.3摆帽3.4喷丸3.5杆部校直3.6钻小端中心孔A3/7.53.7粗车大外圆3.8粗车小端3.9车大孔3.10钻中心孔B4/12.53.11粗车大端、精车大端3.12精车小端3.13冷滚轧花键3.13.1冷滚轧花键的优点3.13.2冷滚轧花键的加工方法3.13.3冷滚轧花键的工艺要求3.13.4典型的冷滚轧机技术参数3.13.5冷滚轧花键加工实例3.14半轴的热处理3.14.1热处理的具体工序3.15磁力探伤检验4.夹具设计4.1原夹具存在的问题4.2可微调新型夹具摘要汽车自19世纪末诞生至今100余年期间,汽车工业从无到有,以惊人的速度发展,写下了人类近代文明的重要篇章。

汽车是数量最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的现代化交通工具。

没有哪种机械产品像汽车这样对社会产生如此广泛而深远的影响。

主减速器从动齿轮所受径向力则由差速器壳的两轴承直接传给主减速器壳。

因而，半轴内端只受扭矩而不受弯曲力矩。

本文主要是对半轴在锻造车间、机加车间、热处理车间的各步工艺进行分析和改进以及半轴的热处理和半轴齿轮的夹具改进。

半轴齿轮广泛用于汽车、拖拉机等一切行走机械的差速器中，应用面广。

车半轴淬火缺陷分析及热处理工艺改进

［司刘橱军，裔淑兰。茂攀毕轴失效分析［ｊ］。汽车工艺与榜科，２００４，（７）：９１—９４．
［７］陆兴．热处理疋税基础［Ｍ］．机械工业出版社，２００７。
１７５．
［８］应跃明．浅谈４０Ｃｒ钢重簧零件的调质处理口］．工艺技术，２００５，（７）；２６．
［９］张启军．４０Ｃｒ轴擞零件的淬火工艺改进口］，热处理，
第１８卷第４期２００８年１２月
湖南工程学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．１８．Ｎｏ．４Ｄｅｃ．２００８
４０Ｃｒ钢汽车半轴淬火缺陷分析及热处理Ｔ艺改进
高为圈，董丽君，胡凤兰，覃波
（濒藤量程学茨撬壤工鬈誓茨，涟潭４１１１０１）
摘要：根据４０Ｑ钢汽车半轴的蜜际淬火工艺，分析了淬火开裂的蛊鼹原因，并针对淬火开裂的主要形式，制定出了量种热处理工艺方案并实施．通过分析热处理后的金相藏微组织和硬度数据，确定出最终的热处理工艺及英主要参数．试验结果表明：４０＆钢在８６０℃油洚后，再进行８６０℃洚入５％～ｌｏ％戆盏拳冷每、５８０℃冒灾，旋强度、硬度低秘悉袄铁索镕纛对量有簿下玲，虿有效酶劳盘洚欠秀襞，著蓬离其疲劳寿命．关键词：汽车半袖；淬火开裂；热处理工艺；力学性能；照微组织中图分类号：ＴＧｌ６２．７１文献标识码：Ａ文章编鼍：１６７１－－１１９Ｘ（２００８）０４－－００３３－－０４
万方数据
湖南工程学院学报
２００８正
Ｉ淬火缺陷分析
热娃瑾之所黻麓楚念瀛耪辩熬瞧能发生交化，主贾是因为金腾材料的内部组织结构可以发生～系列的变化．采朋不同的热处理工艺，将会使金属材料得裂不霹懿缝缀绩构，簸鬻获褥繇霭要懿洼麓。
４０Ｃｒ钢的淬火加热温度一般选择８５０℃发右．如果淬火温度太高，会使晶粒变大，力学性能变差．淬火镖温爵鬻哭要儇涯试群悫黔瀑凌一致，碳农合金元素有充分扩散的时间，即可达到奥氏体成分均匀化的目的．淬火时，常采用半轴杆部先进行淬火，瑟键盘部透费空冷，待蠡帮冷至Ａｎ羧下岳，褥垒部浸人淬火液巾冷却，这样往往因淬火操作不当而产缎盘部淬裂和存在软点的质量问题，生产中曾发生避～次淬裂２８疆半轴懿严重质量攀敖。麸宏漤主看，主裂纹均＝激两孔之间星放射状分布，如图１所

半轴机械加工工艺及工装设计

半轴机械加工工艺及工装设计半轴是一种常用于汽车和其他机械设备中的零件，用于传递动力和扭矩。

半轴的制造需要使用机械加工工艺和适当的工装来确保产品的质量和性能。

本文将探讨半轴机械加工工艺及工装的设计。

首先，半轴的机械加工工艺包括以下几个步骤：1.材料准备：选择合适的材料，如高强度钢材，进行切割和热处理等预处理工序。

2.弯曲：将预处理后的金属材料弯曲成半轴的形状。

这可以通过冷弯或热弯的方式来实现。

3.切割：根据设计要求，将弯曲后的半轴切割成适当长度。

4.排刀：使用铣床或其他金属切削机械设备进行精细切割和修整，以得到半轴的最终形状。

5.细整：通过抛光或其他加工方法对半轴进行细整，以提高表面光滑度和精度。

6.热处理：对半轴进行热处理，以提高其材料的硬度和强度。

7.表面处理：为了防止腐蚀和提高半轴的表面硬度，可以进行镀铬、渗碳等表面处理工序。

在进行以上工艺步骤时，需要设计合适的工装来保证加工的准确性和效率。

工装设计的目标是使半轴能够稳定地固定在加工设备上，并且能够实现精确定位和对切削力的控制。

工装设计需要考虑以下几个方面：1.夹具设计：使用夹具来夹持半轴，确保加工时的稳定性和准确性。

夹具设计需要符合半轴的形状和尺寸，并且能够保持稳定的夹持力。

2.定位设计：在工装中设计合适的定位装置，使每个半轴都能够准确地定位，以确保加工的一致性和精度。

3.切削力控制：设计合适的切削力控制装置，可以通过调整切削速度、进给量和切削深度等参数来控制切削力，以避免半轴的变形和损坏。

4.加工路径设计：根据半轴的形状和加工要求，合理地设计切削路径，以最大限度地提高加工效率和质量。

综上所述，半轴的机械加工工艺及工装设计是确保半轴产品质量和性能的关键工艺环节。

通过合理设计和选择合适的机械加工工艺和工装，可以有效地提高半轴的加工效率和质量，以满足不同应用领域的需求。