無錫汽車傳動軸用冷拔精密無縫鋼管

無錫汽車傳動軸用冷拔精密無縫鋼管

無錫汽車傳動軸用冷拔精密無縫鋼管

技術(shù)焊管質(zhì)量控制、焊管熱處理工藝研究、冷拔最終變形與最終熱處理工藝等試驗(yàn)研究情況，經(jīng)過采
取精密焊管加冷拔結(jié)合的方式，并實(shí)施相關(guān)的研究措施。結(jié)果表明，精密鋼管廠研制高強(qiáng)度汽車傳
動軸用冷拔精密焊管制定的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于鋼管生產(chǎn)，鋼管各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合用戶要求，高強(qiáng)度汽
車傳動軸管適合于制造載重車傳動軸。
關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度；汽車傳動軸；焊管；冷拔
０　前言
汽車傳動軸是汽車傳動系統(tǒng)的主要部件之一
（傳動軸結(jié)構(gòu)見圖１），需要在不同軸心的兩軸間
甚至在工作過程中相對位置不斷變化的兩軸間傳
遞動力。傳動軸一般都在比較惡劣的環(huán)境中工
作，它要頻繁地承受扭轉(zhuǎn)、壓縮、剪切、沖擊等多種
交變應(yīng)力的作用。因此作為傳動軸的重要組成部
分———傳動軸管對材質(zhì)、性能、尺寸精度都有嚴(yán)格
的要求。
對于一般汽車傳動軸用管來說，采用直縫
電焊鋼管生產(chǎn)，就可滿足使用要求。但是，隨
著汽車技術(shù)的發(fā)展，要求傳動軸用管壁厚更薄
（≤２．５ｍｍ）、強(qiáng)度更大（≥５４０ＭＰａ）、靜扭值更
大（≥２１７０Ｎ·ｍ）。單純的直縫電焊鋼管生產(chǎn)
已經(jīng)不能滿足上述要求。
圖１　傳動軸結(jié)構(gòu)
·６５·
2011年第１期
１　技術(shù)要求
１．１　技術(shù)要求
此次研制是基于上海某傳動軸有限公司開發(fā)
長城哈弗載重車傳動軸，要求研制�迹叮常�５ｍｍ×
１．６５ｍｍ傳動軸用管。有關(guān)化學(xué)成分、尺寸及允
許偏差以及機(jī)械性能的要求如表１－３所示。
表１　�迹叮常�５ｍｍ×１．６５ｍｍ傳動軸
（Ｂ４４０ＱＺＲ，４４０ＱＺ）用管化學(xué)成分％
ｗＣ ｗＳｉ ｗＭｎ ｗＰ ｗＳ ｗＮｂ
≤０．１２ __________≤０．５ ≤１．３０ ≤０．０３０ ≤０．０２５ ≤０．０４
表２　�迹叮常�５ｍｍ×１．６５ｍｍ傳動軸用管允許偏差
內(nèi)徑允許偏差／
ｍｍ
壁厚允許偏差／
ｍｍ 外徑橢圓度
同一截面
壁厚差
±０．１５ ±０．１５ ７５％內(nèi)徑公差５０％壁厚公差
表３　�迹叮常�５ｍｍ×１．６５ｍｍ傳動軸用管機(jī)械性能
抗拉強(qiáng)度／ＭＰａ 屈服強(qiáng)度／ＭＰａ 伸長率／％
≥５４０ ≥４９０ ≥８
１．２　工藝試驗(yàn)
１．２．１　壓扁試驗(yàn)
鋼管應(yīng)做壓扁試驗(yàn)。鋼管壓板間距離Ｈ為
３／４Ｄ，壓扁后試樣上不得出現(xiàn)裂縫、裂口或焊縫
開裂。
１．２．２　擴(kuò)口試驗(yàn)
鋼管應(yīng)做擴(kuò)口試驗(yàn)。頂芯錐度為６０°，擴(kuò)口
率為外徑的８％；擴(kuò)口后試樣上不得出現(xiàn)裂縫、裂
口或焊縫開裂。
１．２．３　靜扭試驗(yàn)
鋼管靜扭屈服扭矩≥２１７０Ｎ·ｍ。
靜扭試驗(yàn)由需方進(jìn)行。
另外，鋼管的直線度應(yīng)≤０．３０ｍｍ／ｍ。
２　研制方案及工藝
２．１　分析
（１）原材料　由于傳動軸管體與十字軸是焊
接連接，為了焊接性能的可靠、鋼管又具有較高的
強(qiáng)韌性，傳動軸管材質(zhì)多為碳錳鋼（０．11％Ｃ、１．０％
Ｍｎ）。Ｂ４４０ＱＺＲ、Ｂ４８０ＱＺＲ是寶鋼于１９９１年為開
發(fā)斯太爾載重汽車用傳動軸管試制的熱軋帶卷，其
化學(xué)成分、力學(xué)性能見表４。目前，由太鋼生產(chǎn)的
４４０ＱＺ被廣泛應(yīng)用于汽車傳動軸管的生產(chǎn)。
表４　Ｂ４４０ＱＺＲ、Ｂ４８０ＱＺＲ化學(xué)成分、力學(xué)性能
ｗＣ ｗＳｉ ｗＭｎ ｗＰ ｗＳ ｗＮｂ 抗拉強(qiáng)度／ＭＰａ 屈服強(qiáng)度／ＭＰａ 伸長率／％
Ｂ４４０ＱＺＲ ≤０．１２ ≤０．５０ ≤１．３０ ≤０．０３０≤０．０２５ ≤０．０４ ４４０－５７０ ≥３２０ ≥１５
Ｂ４８０ＱＺＲ ≤０．１６ ≤０．５０ ≤１．５０ ≤０．０３０≤０．０３５ — ４８０－５８０ ≥３５５ ≥２１
（２）強(qiáng)度　由于汽車傳動軸在工作中既要承受
隨機(jī)變化的交變載荷，又要承受啟動、制動以及因道
路狀況而引起的沖擊載荷，因此鋼管必須具有較高
的強(qiáng)度和塑性。一般傳動軸管強(qiáng)度為≥４９０ＭＰａ。
本次試制傳動軸管的強(qiáng)度要求為≥５４０ＭＰａ。
（３）尺寸精度　汽車傳動軸是在高速旋轉(zhuǎn)狀
態(tài)下傳遞扭矩的，只有鋼管的幾何尺寸和形狀達(dá)到
一定的精度，才能使傳動軸的質(zhì)量中心接近于回轉(zhuǎn)
中心，確保汽車在高速行駛時保持平穩(wěn)。因此，鋼
管必須具有較高的圓度、壁厚均勻性及直線度。
（４）工藝性能　因傳動軸制造時要對鋼管進(jìn)
行收縮或擴(kuò)口加工，總成后還要進(jìn)行靜扭試驗(yàn)。
因此，鋼管良好的工藝性能是保證傳動軸質(zhì)量的
一個重要性能。