汽車高品質齒輪用特殊鋼的要求

  高品質齒輪鋼在品種多樣化、易切削、環保、低合金化降低成本、低噪音、運行平穩、鋼材均勻性好、熱處理變形小等方面不斷發展。評價齒輪鋼的技術質量特性值集中在淬透性、純凈度、晶粒度、帶狀組織等方面。

  (1)淬透性

  淬透性的高低以及淬透性值的穩定性是評價齒輪鋼質量的重要指標。淬透性帶控制的追求目標:≤3HRC;

  (2)純凈度

  齒輪鋼的潔凈度對齒輪疲勞壽命的影響越來越受到關注。鋼中存在的氧化物和硫化物夾雜、有害元素如N、H、O、P、S等,降低鋼材的力學性能,惡化鋼材的工藝性能,從而影響汽車滲碳齒輪的使用壽命。

  ①齒輪鋼氧含量控制的追求目標:[O]≤10ppm;
  ②高品質齒輪鋼中禁止加Ti,Ca,且規定鋼中Ti≤0.01%、鋼中Ca≤0.0005%;
  ③非金屬夾雜物控制的追求目標:A≤2級、B≤2級、C≤1級、D≤1級;

  (3)晶粒度

  晶粒大小是齒輪鋼的一項重要指標。齒輪鋼中細小均勻的奧氏體晶粒,淬火后得到細馬氏體組織,明顯改善齒輪的疲勞性能,同時減少齒輪熱處理后的變形量。細小均勻的奧氏體晶粒度對零件的強度、韌性均有特殊貢獻。特別是對提高齒輪的斷裂韌性,增強齒輪的脆斷抗力具有重要意義。齒輪鋼晶粒度要求≥6級。目前國際上為獲得高溫(>960℃)滲碳齒輪鋼,冶煉時添加或復合添加微合金元素Nb、V、Zr等,在鋼中形成合金碳氮化物,鋼的晶粒度≥8級。

  (4)帶狀組織

  帶狀組織是鋼的組織缺陷。對齒輪鋼而言,嚴重的帶狀組織將影響滲碳的均勻性,增加淬火變形程度,使滲碳齒輪尺寸精度差。因此,齒輪鋼的帶狀組織控制的追求目標是不大于2級。