同步器齿环模锻金属流动规律分析及工艺改进

分析了同步器齿环模锻成形过程的金属流动特点,针对同步器齿环模锻成形后花键附件齿顶存在裂口的问题,为改善金属的充模流动状态,提出将齿形的充填由金属的径向流动为主变为轴向镦挤流动为主的模式。应用刚塑性有限元理论及数值软件,对同步环的模锻过程进行了模拟,得出齿顶裂口的原因是齿顶金属充不满所致。通过加大环坯的内、外直径,改变了环坯在模具型腔中的定位,工艺改进有效的改善了齿形形成过程中金属的径、轴向流动状况。模拟结果显示,工艺改进后,花键上方齿顶成形饱满。批量生产后的产品检测未发现齿顶有裂口。

同步器齿环特种黄铜材料磨损失效的研究

同步器齿环在使用中的失效是由磨损造成的。磨损主要有 4种形式 ,即粘着磨损、疲劳磨损、磨粒磨损及氧化磨损。各种摩擦磨损虽然有其相关的表面形貌 ,但其磨损过程都存在裂纹的形成和扩展机制。试验结果表明 :同步器齿环磨损形式以粘着磨损为主 。

锻后热处理工艺对轿车同步器齿环用HMn59-2-1-0.5合金组织与性能的影响

研究了锻后直接冷却及锻后重新加热到 72 0℃水淬后不同时效温度对轿车用同步器齿环组织和性能的影响。结果表明 :经锻后直接空冷、风冷、灰冷及 72 0℃水淬 +15 0～ 2 0 0℃时效均能满足 α相含量 <5 % ,硬度 (16 8± 8) HB的技术要求 ;2 0 0℃时效 1h的齿环耐磨性优于锻后直接空冷的 ,但空冷工艺简单 ,成本低 。

重型汽车同步器齿环的铸坯精锻

铸坯精锻是一种兼有铸造和精密锻造特点的新工艺 ,采用该工艺生产的重型汽车同步器齿环毛坯 ,形状与尺寸精度高 ,可实现少切削加工 ,节材高效 ,是一种值得推广应用的新工艺。

轿车同步器齿环用HMn59-2-1-0.5合金的热处理工艺

研究了HMn5 9 2 1 0 5合金锻后直接空冷和加热后时效两种热处理工艺下的显微组织和力学性能。结果表明 ,HMn5 9 2 1 0 5合金在 2 0 0℃时效 1h后有较好的综合性能 ,在 2 0 0℃时效 1h和空冷两种工艺处理下的HMn5 9 2 1 0

汽车同步器齿环摩擦材料用改性酚醛树脂表征

采用X-射线衍射(WAXD)、红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR,13C-NMR)等现代仪器对汽车同步器齿环摩擦材料所选用的腰果壳油、三聚氰胺改性酚醛树脂基体的组成进行了分析表征,采用热分析(DSC-TG)技术考察了其固化和氧化分解过程.X-射线衍射显示,改性酚醛树脂主要为非晶结构;红外光谱显示其结构中存在腰果壳油、三聚氰胺的成分;核磁共振1H、13C显示,酚醛与腰果壳油、三聚氰胺形成了共聚物;DSC-TG分析结果表明,在70.5 ℃和98.3 ℃附近出现两个挥发吸热峰,失重2.87%;在113.1 ℃和156.1 ℃附近出现两个固化放热峰;有一个平缓的氧化分解放热峰:156.1 ℃以后开始放热失重;约170～180 ℃开始缓慢氧化, 286.6 ℃为氧化最高点温度,500 ℃热分解失重35.82%,残余量为81.2%.

热处理工艺轿车同步器齿环用HMn59-2-1-0.5合金磨损性能的影响

制定了国产HMn59 2 1 0.5合金同步器齿环的热处理工艺,对比了该合金齿环和进口齿环的磨损性能,分析了HMn59 2 1 0.5合金的磨损机理。结果表明:国产HMn59 2 1 0.5合金同步器齿环耐磨性优于进口同步器齿环或与之相当,磨损机理主要是磨粒磨损,热处理后形成的"硬质点+软基体"和"软质点+硬基体"的典型多相复合耐磨组织使合金具有良好的摩擦特性。

同步器齿环内飞边折叠问题研究

针对钢质同步器齿环在精密锻造成形过程中内飞边出现折叠和飞边过大现象,利用Deform-3D软件对齿环的成形过程进行了模拟,研究了折叠的形成过程和机理,得出了折叠的主要原因是坯料尺寸不合理使材料在内飞边成形时产生混流。然后使用有限元软件进行工艺优化并修改了坯料尺寸,把内飞边的成形方式转变为挤入成形,消除了折叠现象。最终获得了无折叠的齿环锻件。

摩擦系数对汽车同步器齿环成形性能的影响探究

运用DEFORM有限元软件,对同步器齿环成形过程进行了模拟分析。以等效应力、材料损伤、成形载荷作为成形性能的评价指标,得到了摩擦系数对同步器齿环成形性能的影响规律。结果表明:随着摩擦系数的增大,齿环的应力集中现象减小,但对材料的损伤增加,成形载荷增大。

汽车同步器齿环摩擦材料的制备及性能研究

选用腰果壳油、三聚氰胺改性酚醛树脂作为粘结基体,碳纤维作为增强材料,加入铁粉、铜粉等摩擦性能调节剂,经过配方设计、混合、压制、固化,制备了汽车同步器齿环摩擦材料.对其摩擦磨损性能、抗冲击性能、硬度、胶粘剂拉伸剪切强度等性能进行了测定.试验结果表明:摩擦材料的摩擦因数稳定在0.3～0.37,磨损率＜0.5×10-7cm3/(N·m);冲击强度＞30 N·cm/cm2;洛氏硬度＞100;在2.54kN最大载荷下的胶粘剂拉伸剪切强度＞4.06MPa.可以满足汽车同步器齿环的工作要求.

稀土渗碳技术在同步器齿环热处理中的应用

分析了常规渗碳热处理重载汽车同步器齿环的失效形式及原因,对热处理工艺进行了优化,介绍了同步器齿环的预热处理工艺和稀土渗碳工艺。稀土渗碳后的齿环的强度和韧性等充分加强,材料性能得到很好发挥,台架实验30万次同步器齿环的磨损在正常范围内,取得了预期的效果。

锻压工艺对Cu-Zn基合金同步器齿环性能的影响研究

采用不同的模具预热温度、始锻温度和终锻温度对Cu-Zn基汽车同步器齿环进行了锻造,并进行了磨损性能和冲击性能的测试与分析。结果表明:在试验条件下,随模具预热温度从200℃升高至300℃、始锻温度从720℃升高至800℃或终锻温度从590℃升高至710℃,齿环的磨损性能和冲击性能均先提高后下降。Cu-Zn基汽车同步器齿环的最佳工艺参数为:模具预热温度275℃、始锻温度780℃、终锻温度690℃。

同步器齿环摩擦材料表面的X-光光电子能谱研究

利用扫描电镜 (SEM)对同步器齿环摩擦材料摩擦表面形貌进行表征 ;采用X 光光电子能谱 (XPS)测定了该摩擦材料表面的元素组成及价态变化。结果表明 ,摩擦试验后摩擦材料表面密实程度增加 ,碳纤维主要起支承载荷作用 ,部分碳纤维表面被磨损 ;摩擦试验前表面存在C、O、N、Zn、Ba、Si元素 ,没有Mo、S、Cu、Fe元素。其中C为碳纤维的骨架 ,O为碳纤维表面上的C =O和COC ,N为碳纤维的PAN基材中的元素 ,Zn为原料硬脂酸锌中的元素 ,O1s∶C1s=0 .17。摩擦试验后表面存在C、O、N、Zn、Ba、Mo、S、Cu、Fe元素 ,但没有Si元素 ,其中Cu为CuO ,Fe为羟基氧化铁 (FeOOH)。由于整个体系不均匀 ,C荷电不强 ,Ba荷电效应不均匀 ,Ba3d结合能 (781.7eV)偏高 ,Mo3d和S2s的峰重叠 ,且S的结合能 (170eV)偏高 ,故这些数据只作参考。O1s∶C1s=0 .2 5 ,该比值有所升高 ,说明摩擦表面氧化程度稍有增加。

汽车同步器齿环摩擦材料原料物相分析及表征

采用X 射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱等现代仪器 ,对汽车同步器齿环摩擦材料所选用的改性酚醛树脂、碳纤维、铁粉、铜粉、石墨、硫酸钡、硬脂酸锌等原料的组成进行了表征及分析。结果表明 ,改性酚醛树脂的红外光谱显示其结构中存在腰果壳油、三聚氰胺的成分。从X射线光电子能谱可知 ,碳纤维表面有C ,O ,N ,Si等元素 ,所选用的增强纤维是PAN基碳纤维 ,在碳骨架的表面含有C =O及C -O -C极性基团 ,另有少量SiO2 ;X 射线衍射显示 ,膨胀铁粉原料中主要含有Fe3 O4,还有FeO和Fe2 O3 ,铜粉原料中主要含有Cu和Zn ,另有少量Pb ,石墨原料纯度较高 ,硬脂酸锌和BaSO4原料的纯度较低。为进一步提高汽车同步器齿环摩擦材料的性能 ,须对原材料进行进一步的筛选。

重载汽车同步器齿环精锻模具强韧化热处理

分析了重载汽车同步器齿环精锻模具的失效形式及原因,从材料及模具结构进行了优化,介绍了模具用钢的强韧化热处理工艺,改进后模具的强度、抗热疲劳性、红硬性和韧性等充分加强,材料性能得到很好发挥,生产证明,模具寿命达2 000模次以上,取得了预期的效果。

汽车同步器齿环锻压工艺的神经网络优化研究

以4×24×12×1的四层拓扑结构,以始锻温度、终锻温度、锻压速度、模具预热温度作为输入层函数,以耐磨损性能作为输出层函数,构建了优化汽车同步器齿环锻压工艺的神经网络模型,并对此模型进行了预测验证以及产线应用验证。结果表明,模型输出的室温和高温磨损体积平均相对预测误差分别为3.3%、3.2%,模型预测能力佳、精度高。与目前产线现用工艺相比,采用神经网络模型优化的工艺锻压的汽车同步器齿环室温磨损体积减小5.3%、高温磨损体积减小38.9%,齿环耐磨损性能提高。

特种黄铜同步器齿环耐磨性能影响因素的研究

针对现有国内的特种黄铜同步器齿环产品在使用中耐磨性差的情况,研究采用了原位复合法特种工艺———利用扩散-界面原位生成来控制材料中耐磨质点的类型、数量、形态和分布,同时进行固溶-时效热处理、添加微量元素及稀土中间合金等工艺使基体得到强韧化,并进行实验材料的性能测定。检测结果表明,经上述工艺处理后的材料能形成优良的硬质相及表层组织和强韧化的基体组织,其耐磨性能大幅度提高。

锻压温度对新型铜基汽车同步器齿环耐腐蚀和疲劳性能的影响

采用不同锻造温度对Cu-37Zn-2Mn-1.5Al-0.5Cr-0.5V合金新型铜基汽车同步器齿环进行了锻造,并测试和分析了腐蚀性能和疲劳性能。结果表明:当模具预热温度280℃和锻压速度60 mm/min时,随始锻温度从700℃增大到820℃或终锻温度从600℃增大到720℃时,齿环的腐蚀性能和疲劳性能都先提高后下降。与700℃相比,790℃始锻的齿环腐蚀电位正移121m V,疲劳寿命延长80%;与600℃相比,660℃终锻的齿环腐蚀电位正移129 m V,疲劳寿命延长82%。齿环的最佳锻压温度为始锻温度790℃和终锻温度660℃。

同步器齿环锥孔磨削夹具的设计

通过对同步器齿环结构、技术要求以及夹具要求的分析,利用数控内圆磨床具有的液压驱动夹紧功能和主轴的锥孔,设计了胀紧式弹性锥筒夹紧夹具,该夹具刚性好,定位精度高,装夹工件方便。

球墨铸铁同步器齿环的研制

探讨了用球墨铸铁取代铜基合金作为大径同步器齿环的材料 .采用适当的生产工艺 ,生产出来的产品完全能够满足使用要求 ,并达到提高使用寿命 。