Pendant longtemps, la nuance d'acier la plus couramment utilisée pour les engrenages de camions dans mon pays est le 20CrMnTi. Il s'agit d'un engrenage automobile de taille moyenne en acier 18XTr (c'est-à-dire en acier 20CrMnTi) introduit de l'ex-Union soviétique dans les années 1950. L'acier a des grains fins, une tendance à la croissance des petits grains pendant la carburation, de bonnes propriétés de carburation et de trempe, et peut être directement trempé après la carburation. La littérature souligne qu'avant 1980, l'acier de construction en alliage cémenté de mon pays (y compris l'acier 20CrbinTi) ne garantissait que la composition chimique de l'acier et les propriétés mécaniques mesurées par les échantillons lorsque l'acier sortait de l'usine, mais la composition chimique et les propriétés mécaniques souvent apparu dans la production d'automobiles. Pour l'acier qualifié, la qualité du produit est affectée en raison de la grande plage de fluctuation de la trempabilité. Par exemple, si la trempabilité de l'acier cémenté 20CrMnTi est trop faible, la dureté à cœur de l'engrenage après cémentation et trempe sera inférieure à la valeur spécifiée dans les conditions techniques, et la durée de vie de l'engrenage sera réduite de moitié pendant la test de fatigue; si la trempabilité est trop élevée Si elle est trop élevée, le rétrécissement du trou intérieur après cémentation et trempe de l'engrenage est trop important, ce qui affectera l'assemblage de l'engrenage.
Étant donné que la trempabilité de l'acier a un impact extrêmement important sur la dureté et la déformation du noyau de la dent d'engrenage, en 1985, le ministère de la Métallurgie a promulgué les conditions techniques de mon pays pour l'acier de construction à trempabilité garantie (GB5216-85), qui est inclus dans cet état technique. Les données de composition chimique et de trempabilité de 10 types d'aciers cémentés, y compris les aciers 20CxMnTiH et 20MnVBH, ont été obtenues. La norme stipule que l'indice de trempabilité de l'acier 20CrMnTi utilisé pour la fabrication des engrenages est de 30-42HRC à une distance de 9 café de l'extrémité refroidie à l'eau. Après cela, les problèmes de dureté trop faible et de distorsion trop importante au centre des dents des engrenages produits en utilisant de l'acier 20CrMnTi ont été essentiellement résolus. Cependant, il est évidemment déraisonnable d'utiliser la même nuance d'acier 20CrMnTi quelle que soit la taille du module d'engrenage et l'épaisseur de la section d'acier. Grâce à l'amélioration de la technologie de fusion de l'acier dans mon pays et à l'amélioration de l'approvisionnement en acier de construction allié, il a été possible de réduire davantage la plage de trempabilité de l'acier pour engrenages et de la développer en fonction des exigences de différents produits (tels que les engrenages de transmission et les engrenages de l'essieu arrière, etc.). De nouvelles nuances d'acier pour répondre à ses exigences.
Grâce à des négociations avec les aciéries, en 1997, Changchun FAW a successivement signé un accord avec les fabricants d'aciéries à engrenages pour fournir la trempabilité de l'acier 20CrMnTi par lots. Les groupes de trempabilité de l'acier 20CrMnTiH utilisés pour le premier arbre, l'engrenage d'arbre intermédiaire de la petite transmission et les engrenages coniques principaux et menés de l'essieu arrière avec des dimensions de section plus grandes sont respectivement I et II, et la trempabilité correspondante est J9 : 30-36HRC et J9=36-42HRC.
Vers 1960, en raison de la pénurie d'acier au nickel et au chrome en Chine, la production d'acier au nickel et au chrome dans mon pays a été affectée. À cette époque, l'industrie automobile de mon pays était une technologie importée de l'ex-Union soviétique, et l'Union soviétique utilisait un grand nombre d'aciers contenant du nickel et du chrome. Par conséquent, à cette époque, l'industrie automobile de mon pays a vigoureusement développé le développement et la recherche d'acier au bore et a utilisé l'acier 20MnVB et 20Mn2TiB pour remplacer l'acier cémenté 20CrMnTi pour fabriquer des engrenages. En effet, l'ajout d'une trace de bore (0,0001 % -0.0035 %) à l'acier de construction peut améliorer considérablement la trempabilité de l'acier, donc l'ajout d'une trace de bore à l'acier peut remplacer une certaine quantité de des éléments d'alliage précieux tels que le manganèse, le nickel, le chrome, le molybdène, etc. Par conséquent, l'acier au bore est largement utilisé. Changchun FAW a utilisé des aciers 20MnTiB et 20Mn2TiB dans la production d'engrenages automobiles de marque "Jiefang".
La marque "Dongfeng" 5 produite par Dongfeng Motor Corporation est en acier 20CrMnTi et 20MnVB pour la transmission et l'engrenage de l'essieu arrière du camion. De même, un accord a été signé avec l'aciérie pour rétrécir la bande de trempabilité de l'acier et l'approvisionner par lots. Les aciers utilisés pour les engrenages coniques principaux et menés de la transmission et de l'essieu arrière sont respectivement 20CrMnTiH(3), 20MnVBH(2) et 20MnVBH(3), et la trempabilité correspondante est J9=32-39HRC et J{ {10}}HRC, J9=34 ~42HRC.
Qijiang Gear Factory de mon pays a introduit la technologie de production d'engrenages de transmission pour véhicules lourds de la société allemande et a produit avec succès l'acier pour engrenages contenant du bore de la série Cr-Mn-B de la société conformément aux normes de la société allemande. La trempabilité du matériau de l'engrenage est J10=31-39HRC
engrenage droit
Bien sûr, l'acier 20CrMnTi, l'acier 20MnTiB, l'acier 20MVB et d'autres aciers contenant du bore présentent également des lacunes. On pense généralement que le 20CrMnTi et les autres aciers cémentés sont essentiellement des aciers à grains fins, et les grains ne seront pas grossis après la cémentation et peuvent être directement trempés. Mais en fait, en raison de l'influence de la qualité de la fusion de l'acier, le grossissement du grain se produit souvent dans des conditions normales. Le test de taille de grain réel de plusieurs lots de matériaux a révélé qu'une partie considérable de la taille de grain réelle n'était que de 2-3 grades (dans des conditions de conservation de la chaleur à 930 degrés pendant 3h). La littérature estime qu'en raison de la teneur élevée en Ti, 20CrMnTi a de nombreuses inclusions de TiN dans l'acier, en particulier les grandes inclusions de TiN sont la source de fatigue de la fatigue des engrenages, et son existence réduira les performances de fatigue de contact des engrenages. Les inclusions ont une structure cubique et sont sujettes au clivage et à la fissuration lorsqu'elles sont soumises à une force, entraînant une défaillance précoce de l'engrenage. Un autre problème est que la trempabilité de cet acier est limitée et qu'il ne peut pas répondre aux exigences des engrenages de grand diamètre et de grand module. La profondeur de la couche durcie efficace de carburation et la dureté du noyau ne peuvent pas répondre aux exigences des engrenages à usage intensif. De plus, l'acier 20CrMnTi est sujet à l'oxydation interne et à la structure non martensitique pendant le traitement thermique, ce qui réduit la durée de vie des engrenages. Mais dans notre pays, l'acier de cémentation des engrenages, il n'y a aucun type d'acier aussi mature et fiable que l'acier 20CrMnTi dans le processus de cémentation. Par conséquent, c'est toujours l'acier de cémentation le plus couramment utilisé en Chine. Les aciers au bore tels que le 20MnVB, le 20MnTiB et le 20Mn2TiB présentent également quelques défauts. Par exemple, en raison d'une désoxydation et d'une dénitrification médiocres lors de la fusion, le bore ne peut pas jouer un rôle dans l'augmentation de la trempabilité. Par conséquent, les performances de l'acier au bore sont instables. La distorsion de l'engrenage augmente et affecte la qualité du produit. Dans le même temps, parce que les grains et les grains mélangés sont faciles à grossir, la déformation n'est pas facile à contrôler et la ténacité est médiocre, et la racine de l'engrenage en acier au bore est susceptible de produire une structure en trosteite et une maille noire et une ceinture noire. de l'engrenage de carbonitruration. Par conséquent, de nombreuses usines ont cessé d'utiliser cet acier. Cependant, il ne faut pas en conclure que l'acier au bore ne convient pas à l'acier de cémentation des engrenages. L'acier cémenté contenant du bore est également utilisé à l'étranger. Par exemple, la célèbre usine d'engrenages IV en Allemagne utilise la nuance d'acier réservée ZF7 formulée par sa propre usine, qui est un acier au chrome-manganèse à faible teneur en carbone contenant du bore. Les principaux composants chimiques (fraction massique, pourcentage) de l'acier sont 0.15-0.20C, 0.15-0.40S, 1.0-1.3Cr, 1.{{33} }.3Mn, 0.001-0.003B. Certains engrenages de transmission automobiles américains et engrenages principaux et entraînés d'essieu arrière utilisent également de l'acier cémenté contenant du bore, tel que 50B15, 43BVl4 et 94B17. Par conséquent, tant que la technologie de fusion des aciéries se maintient, les problèmes ci-dessus de l'acier au bore peuvent être résolus.
Le traitement des billettes de forgeage d'engrenages en acier 20CrMnTiH, 20MnVBH et 20MnTiBH dans un four de normalisation isotherme continu peut assurer une distribution uniforme de la perlite en flocons et de la ferrite. De cette manière, la distorsion du traitement thermique de l'engrenage peut être considérablement réduite, la précision de l'engrenage peut être améliorée et la durée de vie de l'engrenage peut être prolongée.
La dureté de normalisation isotherme de l'ébauche de forgeage d'engrenage est 156-207HB
