CGMA001-2012车辆渗碳齿轮钢技术条件

车辆渗碳齿轮钢技术条件 CGMA001-1:2012
中国齿轮专业协会
中国汽车工程学会齿轮加工委员会
标准修订说明
本标准的编制是为了使齿轮行业在二十一世纪有一个适合自身特点的用钢标准，并用其指导特钢行业的生产和齿轮行业的使用，以促进行业的技术进步，有利于参与国际竞争和交流。

本标准的编制，主要参照了GB 3077《合金结构钢技术条件》、德国大众TL-VW企业标准、德国标准DIN 17210《表面硬化钢质量规范》、德国ZF钢标准、日本JIS标准、美国SAE标准和意大利UN17846标准。

原标准名称：车辆齿轮用钢技术条件，主要特点：
——标准中规定淬透性带宽度（上限和下限的差值）不得大于7HRC；
——标准中规定纯净度；
——氧含量≤20ppm；
——标准中规定奥氏体晶粒度细于或等于5级；
——标准中规定钢材表面质量与尺寸精度不低于GB/T 702、GB/T 905、GB/T 908、GB 3077的规定；
——将Cu≤0.2%作为新的考核指标；
——将国产化的国内牌号与引进钢种的国外牌号对应列出，以便于国际间的交流应用；
本标准整体水平高于GB 3077，达到国际同类标准水平，部分钢种达到国际先进水平。

本标准由“全国齿轮钢采购和质量监控协作网”提出。

本标准由中国齿轮专业协会，中国汽车工程学会齿轮加工委员会，全国齿轮钢采购和质量监控协作网主持修订。

标准名称改为：车辆渗碳齿轮钢技术条件。

参於修改的单位：中国齿协专家委，江阴兴澄特种钢铁有限公司，湖北新冶钢有限公司，本钢板材股份有限公司，莱芜钢铁股份有限公司，西宁特殊钢股份有限公司，法士特汽车传动集团有限公司，武汉双骏汽车齿轮有限公司，山东临工汽车桥箱有限公司，重庆青山工业有限责任公司，郑州机械研究所，山东荣城曙光齿轮有限责任公司，江苏太平洋精锻科技股份有限公司，浙江双环传动机械股份有限公司，东风汽车有限公司，天津天海同步集团有限公司，江苏飞船股份有限公司，河北汇工机械设备有限公司，中国第一汽车集团公司，株洲齿轮有限责任公司，哈尔滨汇隆汽车箱桥有限公司。

参与修改人员：常曙光，陈国民，杨歧华，朱蕴策，皇开红，王
春光，许威夷，赵红军，史天振，宋庆东，陈葵，魏有全，李进宝，陆小兵，张茂国，杨钟胜，金荣植，谢飞，曹正，瞿正龙，李博鹏，曹红福，赵千水，王海龙。

针对齿轮热处理变形大，噪声高；渗碳层非马氏体严重，齿轮寿命低，特别是重载驱动桥锥齿轮的保质期与国际先进水平差距过大；对标准进行修订。

修订后的标准有如下特点：1.针对重载驱动桥锥齿轮热处理变形大，引入热处理变形小，淬透性高的17Cr2Mn2TiH
钢，用于代替17CrNiMo6H，22CrNiMoH，20CrNi3H，22CrMoH，20CrMnTiH5-6钢。

2.针对齿轮热处理变形大，本标准各钢种的淬透性带宽压窄到宽度（上限和下限的差值）
不得大于6HRC；接近国际先进水平。

3.针对CrMn（Ti），Cr系列齿轮钢抗内氧化能力低，齿根非马氏体严重，降低强力喷丸
效果，将Si含量规定≤0.12。

4.针对各类钢材齿轮表面硬化层缺口敏感度高；针对CrMn（Ti），Cr系列齿轮钢抗内氧
化能力低，齿根非马氏体组织严重；本标准推荐：应采用高碳势稀土-碳共渗工艺。

5.为满足“干切”工艺要求，修改后的标准规定S含量为0.015-0.040，接近国际先进水平。

6.修改后的标准添加了5种有害元素的要求；具有国际先进水平。

其总和As+Sn+Pb+Sb+Bi 应不大于0.045
7修改后的纯净度提高：（1）氧含量≤15ppm，具有国际先进水平（2）夹杂物级别加严。

1 范围
本标准规定了车辆渗碳齿轮用钢的采购通则、技术要求、试验方法、检验规则及包装、标志和质量保证书等。

本标准适用于制造汽车、摩托车齿轮用的热轧圆钢或方钢、锻造圆钢或方钢和冷拉圆钢。

本标准其它行业齿轮用钢亦可参照使用。

2 引用标准
下列文件中的条款通过下列标准的部分的引用而成为本部分的条款。

凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

GB/T 222 钢的成品成分允许偏差
GB/T20066 钢和铁化学成份测定用试样的取样和制样方法
GB/T 225 钢的淬透性末端淬火验方法
GB/T 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验方法
GB/T 228 金属拉伸试验方法
GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 230 金属材料洛氏硬度试验
GB/T 231.1 金属布氏硬度试验
GB/T 702 热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 905 冷拉圆钢、方钢、六角钢尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 908 锻制钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 1979 结构钢低倍组织缺陷评级图
GB/T 2101 型钢验收、包装、标志及质量保证书的一般规定
GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备
GB/T 3077 合金结构钢技术条件
GB/T6394 金属平均晶粒度测定法
GB/T4336 碳素钢和中低合金钢的光电发射光谱分析方法
GB/T 6397 金属拉伸试验试样
GB/T 5216 保证淬透性结构钢技术条件
GB/T 10561 钢中非金属夹杂物显微评定方法
GB/T11261 钢铁氧含量的测定-脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法
GB/T 13299 钢的显微组织评定法
3 采购通则
3.1 订货内容
按本标准订货的合同或订单一般应包括下列内容：
a)标准编号；
b)产品名称；
c)牌号；
d)交货的质量（数量）；
e)规格；
f)加工用途；
g)交货状态；
h)应由需供双方协商，并在合同中注明的项目或指标（如未注明时则由供方选择）。

3.2 特殊订货和附加条款
订货内容由需供双方商定增加或减少，可以增设附加条款。

4 技术要求
4.1 尺寸
4.1.1 钢材的尺寸及其允许偏差
热轧钢材的尺寸及其允许偏差应符合GB/T 702中2组的规定。

锻制钢材的尺寸及其允许偏差应符合GB/T 908中2组的规定。

冷拉钢材的尺寸及其允许偏差应符合GB/T 905中h11组规定。

经双方协商并在合同上注明，亦可按其它级别规定。

4.2 钢材交货长度
热扎钢材交货长度为4000mm-6000mm。

锻制钢材的交货长度为3000mm-6000mm。

冷拉钢材的交货长度为4000mm-6000mm。

经双方协商并在合同上注明，钢材交货长度允许变动。

按定尺或倍尺交货钢材，其长度允许偏差应符合GB/T 702，GB/T 908或GB/T 905的规定。

4.3 外形
4.3.1 钢材的不圆度
钢材的不圆度应符合GB/T 702，GB/T 908或GB/T 905的规定。

4.3.2 钢材的弯曲度
钢材的弯曲度按表1的规定
表1 钢材的变曲度
4.3.3 钢材的扭转
钢材不得有显著扭转
4.3.4 钢材的端头形状
热轧（锻）圆钢端头应锯切或剪切整齐，不得有马蹄形、飞边、毛刺及影响使用的切斜和压扁。

冷拉圆钢的端头不应切弯，用剪断机剪切钢材时，被剪切的一端允许有剪切变形，变形后端头的最大尺寸不得大于公称尺寸加公差值。

根据需方要求，并合同注明，可对热轧（锻）钢材的一端或两端进行倒角，如有具体倒角形状要求应在合同中注明。

4.4 牌号及化学成分
钢的牌号及化学成分（熔炼分析）按表5的规定。

钢材（或坯）的化学成分允许偏差应符合GB/T 222中的规定。

钢材的5种有害元素应符合表2要求：
其总和As+Sn+Pb+Sb+Bi 应不大于0.045
4.5 冶炼方法
电炉或氧气转炉冶炼加真空精炼（或加电渣）；采用模铸或连铸生产，钢坯断面应保证钢材的压缩比不小于8.0；对锻造用钢材的钢胚断面应保证压缩比不小于5.0。

4.6 交货状态
钢材的交货状态一般为热轧、锻制和冷拉。

用户若需以退火、正火或剥皮等其他状态交货，应在合同中注明。

4.7 力学性能
钢材的力学性能按表6的规定。

4.8 末端淬透性
钢材的末端淬透性应符合表7的规定。

4.9 低倍组织
酸浸横截面试片上或断口，不允许有肉眼可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点及铸态枝晶、酸浸低倍组织按表3规定。

表3 低倍组织
低倍偏析检验时，其方框尖角位置应在1/2半径圆周之内（根据需方要求，可不对此项作出规定）。

切削加工用钢的皮下缺陷深度不得大于公称直径的公差的50%。

4.10 带状组织
带状组织按GB/T 13299检验，CrMo,CrNiMo钢应≤3级，其他钢种带状组织应≤2级。

4.11 非金属夹杂物
钢中非金属夹杂物的测试方法应符合GB/T 10561规定，并按附录A评级图评级，其合格级别应符合表4规定。

对硫含量有上下限要求的钢种，A类夹杂物级别可放宽到小于等于3.0级或者根据需方要求，可按其它标准评定，合格级别可以变动。

注：1 表5中各钢种的氧含量应≤15ppm
2 17Cr2Mn2TiH3，17Cr2Mn2TiH4，20CrMnTiH1钢在末端淬透性检验合格的前提下，允许Cr，Mn元素的熔炼分析值有不大于0.05的偏差。

3 上述表中Si≤0.12的钢种，Si元素的熔炼分析值允许有不大于0.02的偏差。

4 经供需双方协商，表5中不含Ti的钢种，允许含有0.01-0.06的Nb。

注：1.表6中规定热处理温度的允许调整范围：淬火±15℃、高温回火±20℃、低温回火±50℃。

2.表6中机械性能除钢材供货状态硬度外，其他供参考。

表7 末端淬透性
带*号标记的数据供参考。

4.12晶粒度：各钢材晶粒度试样的处理及检验方法按表7规定执行。

表8（续）
注：根据需方要求，可以改变试样热处理方法。

4.13 表面质量
压力加工用钢材的表面不得有裂纹、结疤、折叠及夹杂，如有上述缺陷必须消除，消除深度从钢材实际尺寸算起应符合表9规定，消除宽度不小于深度的5倍；同一截面达到的最大深度不大于1处；允许有从实际尺寸算起不超过尺寸公差之半的个别细小划痕、麻点及深度不超过0.2mm的小裂纹存在。

根据需方要求，可对特殊加工用钢材表面质量提出更严格的规定。

4.14 特殊要求
根据需方要求，经供需双方协商，可提出以下要求：
——规定钢材的锻轧比；
——对钢中氢含量作出规定；
——对ZF齿轮钢应进行弯冲值试验；
——交货状态下，其硬度在表6规定之外；
——对钢材检验取样方法作出规定；
——酸洗状态交货；
——加严检验项目的指标；
——需对连铸钢材进行白亮带检测；
——交货状态下，对钢材金相组织作出规定；
——对钢材带状组织级别做出规定；
——对钢材进行塔形检验，对发纹组织级别做出规定；
——其它特殊要求。

5 试验方法
每批钢材的取样部位及试验方法应符合表11规定。

注：有特殊要求时，还应符合供需双方合同书规定。

6 检验规则
6.1 检查和验收
钢材的检查和验收由供方技术质量监督部门进行自检，需方有权按本标准对钢材进行验收或免检。

6.2 组批规则
钢材应成批检查和验收。

每批由同一牌号，同一炉号，同一尺寸、同一交货状态或同一热处理方法的钢材组成。

6.3 取样数量
取样数量按表11规定。

6.4 判定规则
在检验项目中，若出现不合格情况（白点除外），可重新双倍取样，对不合格项目进行复验。

复验结果中（包括该项试验所要求的全部指标）有任一指标不合格时，则整批判为不合格。

对不合格批，供方可以重新进行热处理，合格后可作为新一批的检查和验收，但应将复验合格的钢材另行标识和区分，并告知需方。

需供双方对钢材质量有争议时，由齿轮钢材采购和质量监控协作网的职能机构，按“产品质量仲裁检验”和“产品质量鉴定管理办法”等进行裁定。

7 包装、标志和质量证明书
包装、标志和质量证明书应符合GB/T 2101的有关规定。

钢材捆扎必须牢固，每捆的捆扎不少于3道。

每种炉号批号钢材要有标记，严格区分。

附录
推荐热处理工艺：齿轮的表面硬化工艺，建议采用高碳势稀土-碳共渗工艺。

其中，有效硬化层较薄的变速箱，轻型车驱动桥齿轮可采用低温共渗工艺；有效硬化层较厚的重载驱动桥锥齿轮，可采用高温共渗工艺。