粉末冶金法制造20CrMnTi钢汽车齿轮件代替传统工艺的研究

通过研究20CrMnTi齿轮材料使用粉末冶金方法制造代替传统锻造的方法,弥补了用传统方法制造齿轮的不足,验证了添加纳米粉体并采用合理的粉末冶金完全可以代替传统锻造方法制造汽车齿轮材料,为同行提供了借鉴。

稀土对20CrMnTi齿轮钢夹杂物和疲劳性能的影响

为深入探究稀土(La/Ce)对20CrMnTi齿轮钢中夹杂物和疲劳性能的影响,采取多种分析测试方法对20CrMnTi和加入0.0027%稀土处理后的20CrMnTi-RE齿轮钢中的夹杂物进行分析和表征,并进行超高周疲劳试验,对比分析疲劳性能变化。结果表明,稀土可与齿轮钢中的O反应,形成稀土氧化物,并与其他CaS、MgAl_(2)O_(4)等夹杂物复合共生,成为TiN的形核核心,由CaS-MgAl_(2)O_(4)-(MnS)-TiN的复合相转变为CaS-MgAl_(2)O_(4)-(MnS)-RE_(2)O_(3)^(-)TiN复合相。加入稀土后,20CrMnTi钢中夹杂物数量显著降低,尺寸>30μm的夹杂物基本消失。此外,稀土改善了齿轮钢的抗疲劳性能,在10~7周次,50%的失效概率条件下,加稀土的齿轮钢的疲劳极限比未加稀土的齿轮钢高26.6MPa,具有更优的抗疲劳性能。

20CrMnTi齿轮开裂失效分析

20CrMnTi齿轮经过真空渗碳及高压气淬低温回火热处理后,在磨齿工序发现齿轮开裂。通过化学成分分析、硬度测试、金相组织观察和断口形貌分析等方法对20CrMnTi齿轮开裂原因进行分析,结果表明齿坯存在过烧缺陷是导致齿轮开裂的根本原因。

20CrMnTi齿轮钢动态再结晶模型的研究

齿轮是机械传动系统的重要组成部分,20CrMnTi作为用途广泛的齿轮钢种,对棒材组织均匀性的要求越来越高。但是随着棒材尺寸增大,组织均匀性的控制难度进一步增加。为提高棒材组织均匀性,通过Gleeble热模拟实验,对齿轮钢20CrMnTi的奥氏体高温变形行为进行了研究,得到了变形温度为950~1150℃,应变速率为0.01~10 s^(-1),压缩应变0.7的真应力-真应变曲线。通过真应力-真应变曲线建立了该钢种的动态再结晶模型,模型包括动态再结晶临界应变模型、动态再结晶体积分数模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。为进一步验证模型的准确性,采用阶梯试样进行热轧实验,得到轧后奥氏体晶粒尺寸。将轧制实验得到的奥氏体晶粒尺寸与20CrMnTi钢热-力耦合有限元模型中的再结晶模型计算得到晶粒尺寸进行对比,发现计算值与实验值良好吻合。证明该模型预测精度较高,可为20CrMnTi棒材轧制工艺优化提供相应的理论依据。

一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮断裂失效分析

通过金相分析、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜分析等,对一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮的断裂失效事故进行试验研究。结果表明:齿轮断裂发生在弯曲应力最大的齿根部,在渗碳层发生沿晶断裂,心部为穿晶准解理断裂。齿轮失效的原因是该20CrMnTi钢齿轮尺寸大,齿轮的淬透性不足导致心部不能获得马氏体组织,而是形成了上贝氏体组织,贝氏体组织中的不连续片状碳化物分布在铁素体条间,在应力作用下促进了裂纹扩展,使齿轮最终失效。

20CrMnTi材料成分波动对齿轮渗碳淬火性能的影响

通过有限元方法,探讨材料成分波动对齿轮渗碳淬火工艺性能的影响。以20CrMnTi半轴齿轮作为研究对象,利用JMATPRO软件,根据材料的化学元素波动的最大值与最小值分别建立2组材料性能数据库;基于DEFORM-HT软件,建立适用于渗碳淬火工艺的仿真数学模型,并对这2组材料性能数据库下的半轴齿轮分别进行渗碳淬火工艺仿真,对比分析齿轮渗碳淬火仿真后的各项参数。研究结果表明:材料成分波动对齿轮渗碳层影响较小,对淬火后相组织分布和齿轮变形量有较大影响。

20CrMnTi齿轮钢热塑性的研究

在 Gleeble- 15 0 0热模拟试验机上进行拉伸试验 ,研究了 2 0 Cr Mn Ti齿轮钢的高温塑性及变形断裂机理。结果表明 ,2 0 Cr Mn Ti钢在熔点～ 135 0℃和 975～ 6 0 0℃温度区间塑性较差 ,135 0～ 10 0 0℃温度范围内塑性得到改善。晶界滑移是γ单相区低温域塑性恶化的主要原因 。

20CrMnTi齿轮钢表面渗氮后的氧化处理工艺

研究了渗氮后的氧化温度对20CrMnTi齿轮钢表面氧化层和磷化层的影响,并利用OM、SEM、EDS、XRD等对渗层附近的显微组织、氧化层和磷化层的形貌、氧化层厚度和物相组成进行了观察分析。结果表明,20CrMnTi钢渗氮后经300℃氧化后,形成的氧化层很薄且不连续;而经350℃氧化后形成的氧化层较厚且含Fe3O4较多,磷化后表面粗糙度较大。

基于ANSYS的20CrMnTi齿轮的疲劳寿命分析

利用有限元软件ANSYS对材料为20CrMnTi的直齿圆柱齿轮进行仿真分析,计算出了齿轮的弯曲应力。同时与传统方法计算出的弯曲疲劳强度进行比较分析,并利用疲劳损伤理论来预测齿轮的疲劳寿命。

电弧炉流程20CrMnTi齿轮钢洁净度研究

采用气体分析法、化学分析法、扫描电镜、大样电解等方法,对20CrMnTi生产过程的中非金属夹杂物进行了研究。结果表明:LF炉渣黏度高时使得炉渣结壳,钢水易造成氧化,同时VD到中间包的过程钢液的二次氧化严重;精炼过程显微夹杂物主要为钙铝酸盐、硅铝酸盐复合夹杂及氧化产物,硫化物较少;大样电解结果显示连铸坯中大型夹杂物含有较多的TiO2和K2O,是钢液的二次氧化和卷入的结晶器保护渣所致;连铸坯中心弧线大型夹杂总量高,大型夹杂物平均总量为1.592mg/10kg。

微合金元素Ti对20CrMnTi齿轮钢质量的影响

研究了钢中Ti回收率的影响因素、Ti含量对钢中Ti夹杂物含量和奥氏体晶粒长大倾向的影响,以及C-Ti对20CrMnTi钢淬透性和力学性能的影响。结果表明,当Ti含量超过0.03%时,20CrMnTi钢中Ti夹杂物含量明显增加;当Ti含量从0.01%增至0.04%,980℃1h处理后钢中晶粒度从5级提高到8级;当控制C-Ti= 0.12%时,钢的淬透性带的宽度为HRC 4～6。

20CrMnTi齿轮钢淬透性试验研究

对20CrMnTi齿轮钢进行了不同淬火工艺参数条件的试验研究,分析了化学成分和热处理工艺对20CrMnTi齿轮钢淬透性的影响。试验结果表明,C是对淬透性贡献最大的元素,钢淬透性随钢材中C含量的增加而变大,随着Mn、Si、Cr含量的增加,20CrMnTi钢淬透性值也是增加的。但是,随着Ti含量的升高,20CrMnTi钢淬透性值的变化不是简单的正相关或负相关。适当提高淬火加热温度或延长保温时间,有利于增加20CrMnTi钢的淬透性值。

低[AI]S齿轮钢20CrMnTi的洁净度研究

80 t LD-LF-CC工艺生产齿轮钢20CrMnTi时,[Al]s从0.030%降至0.015%可使吨钢成本降低25.8元。为不影响钢水洁净度,转炉出钢严格挡渣,出钢加入2 kg/t钢芯铝,同时加入CaO≥70%、SiO_2≤5%的高碱度渣进行渣洗,吹氩喂铝线使[Al]s为0.015%。LF精炼加入石灰块和AD粉(Al+Al_2O_3)对炉渣改质,然后喂Ca-Si线,软吹氩≥10 min。5炉试验结果表明,改进工艺后铸坯具有较高的洁净度,T[O](14～15)×10^(-6),[S] 0.012%～0.015%,[P]0.012%～0.018%。

20CrMnTi钢齿轮的碳硼复合渗

通过在齿轮试验机上对20CrMnTi钢碳硼复合渗和单一渗碳齿轮的对比实验,提出了影响复合渗齿轮寿命的因素及其在高速、重载条件下的抗胶合性能。

20CrMnTi渗碳钢齿轮成形磨削工艺优化试验研究

为优化20CrMnTi渗碳钢齿轮高效精密成形磨削工艺,对砂轮线速度、工作台进给速度、磨削深度和V型槽深度4个磨削参数进行粗、精磨正交试验分析。基于灰色关联分析法分析不同砂轮线速度、工作台进给速度和磨削深度对粗磨磨削力及磨削温度的影响规律;基于极差分析法分析不同磨削深度、V型槽深度对精磨表面质量的影响规律;通过细化试验,获得最优成形磨削工艺参数。结果表明,运用优化后的工艺参数,齿轮表面粗糙度可达到精密级,且不会产生磨削烧伤。

20CrMnTi齿轮渗碳和碳氮共渗工艺对比

通过 2 0CrMnTi齿轮渗碳和碳氮共渗工艺对比试验 ,寻求减少齿轮变形 ,提高生产效率的方法。

影响20CrMnTi齿轮钢冲击性能的因素研究

本文研究了不同的回火温度和不同的槽口加工方法对20CrMnTi齿轮钢冲击吸收功的影响。结果表明,砂轮片开槽加工方法最宜采用;钻头和拉刀的开槽加工方法有待改善。

热处理技术对小模数齿轮用材料20CrMnTi钢滑动磨损行为的影响

在SRVⅣ微动磨损试验机上对比研究了不同热处理技术对20CrMnTi钢滑动磨损行为的影响,并分析了磨损机理。结果表明:在试验条件下,耐磨性最好热处理技术是碳氮共渗+深冷处理+低温回火处理技术,其表面硬度最高,硬度值为842 HV0.2,试样的显微组织为回火马氏体+颗粒碳化物+极少量残留奥氏体,并采用该工艺解决了某减速机厂小模数齿轮过早磨损失效的问题。

温热变形对齿轮用20CrMnTi钢冲击性能的影响

将 2 0 Cr Mn Ti钢在较低温度下 (在两相区附近 )以不同的变形量进行塑性变形后淬火 -回火 ,然后研究其机械性能和微观组织。试验表明 ,变形温度越高和变形量越大硬度也越高 ;