Довгий час найпоширенішою маркою сталі для редукторів вантажівок у моїй країні є 20CrMnTi. Це автомобільна шестерня середнього розміру зі сталі 18XTr (тобто сталь 20CrMnTi), завезеної з колишнього Радянського Союзу в 1950-х роках. Сталь має дрібну зернистість, дрібну тенденцію до зростання зерен під час науглерожування, хороші властивості науглерожування та гартування, і може бути загартована безпосередньо після науглерожування. У літературі вказується, що до 1980 року цементована легована конструкційна сталь моєї країни (включаючи сталь 20CrbinTi) гарантувала лише хімічний склад сталі та механічні властивості, виміряні зразками, коли сталь залишала фабрику, але хімічний склад та механічні властивості часто з'явилися у виробництві автомобілів. Для кваліфікованої сталі на якість продукції впливає великий діапазон коливань прогартування. Наприклад, якщо прогартованість науглерожуваної сталі 20CrMnTi занадто низька, твердість серцевини зубчастого колеса після науглерожування та загартування буде нижчою від значення, зазначеного в технічних умовах, а втомна довговічність зубчастого колеса зменшиться вдвічі протягом випробування на втому; якщо прогартовуваність надто висока. Якщо вона надто висока, усадка внутрішнього отвору після науглерожування та загартування шестерні є занадто великою, що вплине на вузол шестерні.
Оскільки прогартованість сталі має надзвичайно значний вплив на твердість і деформацію серцевини зуба шестерні, у 1985 році Міністерство металургії оприлюднило технічні умови моєї країни для конструкційної сталі з гарантованою прогартованістю (GB5216-85), які включені в такому технічному стані. Отримано дані про хімічний склад і прогартованість 10 видів цементованих сталей, включаючи сталі 20CxMnTiH і 20MnVBH. Стандартом визначено, що індекс загартовуваності сталі 20CrMnTi, яка використовується для виготовлення шестерень, становить 30-42HRC на відстані 9 кава від охолоджуваного водою кінця. Після цього проблеми занадто низької твердості та занадто великого викривлення в центрі зуба шестерень, виготовлених із використанням сталі 20CrMnTi, були в основному вирішені. Однак, очевидно, недоцільно використовувати ту саму марку сталі 20CrMnTi незалежно від розміру модуля редуктора та товщини сталевого профілю. Завдяки вдосконаленню технології виплавки сталі в моїй країні та покращенню постачання легованої конструкційної сталі стало можливим ще більше звузити діапазон прогартування зубчастої сталі та розробити її відповідно до вимог до різних продуктів (таких як трансмісійні шестерні). і редуктори заднього моста тощо). Нові марки сталі відповідно до його вимог.
Завдяки переговорам зі сталеливарними заводами в 1997 році компанія Changchun FAW послідовно підписала угоду з виробниками сталеливарних заводів про постачання загартовуваної сталі 20CrMnTi партіями. Групи прогартування сталі 20CrMnTiH для першого вала, шестерні проміжного вала малої трансмісії та головної та веденої конічних шестерень заднього моста з більшими розмірами поперечного перерізу відповідно I та II, а відповідна прогартованість J9: 30-36HRC і J9=36-42HRC.
Близько 1960 року через брак нікелевої та хромистої сталі в Китаї виробництво нікелевої та хромистої сталі в моїй країні вплинуло. У той час автомобільна промисловість моєї країни була технологією, імпортованою з колишнього Радянського Союзу, і Радянський Союз використовував велику кількість сталей, що містять нікель і хром. Тому в той час автомобільна промисловість моєї країни активно розвивала розробку та дослідження борної сталі та використовувала сталь 20MnVB і 20Mn2TiB для заміни цементованої сталі 20CrMnTi для виробництва шестерень. Це пов’язано з тим, що додавання слідової кількості бору (0,0001 відсотка -0.0035 відсотка) до конструкційної сталі може значно покращити загартовуваність сталі, тому додавання слідової кількості бору до сталі може замінити певну кількість дорогоцінні легуючі елементи, такі як марганець, нікель, хром, молібден та ін. Тому борна сталь широко використовується. Changchun FAW використовувала сталі 20MnTiB і 20Mn2TiB у виробництві автомобільних передач бренду "Jiefang".
Марка "Dongfeng" 5 виробництва Dongfeng Motor Corporation виготовляється зі сталі 20CrMnTi та 20MnVB для трансмісії та редуктора заднього моста вантажівки. Також було укладено угоду з металургійним комбінатом на звуження діапазону прогартування сталі та її поставку партіями. Для головної та веденої конічних шестерень коробки передач і заднього моста використовуються сталі відповідно 20CrMnTiH(3), 20MnVBH(2) і 20MnVBH(3), а відповідна прогартованість J9=32-39HRC і J{ {10}}HRC, J9=34 ~42HRC.
Qijiang Gear Factory моєї країни запровадив німецьку технологію виробництва трансмісій для важких транспортних засобів і успішно виготовив борвмісну зубчасту сталь серії Cr-Mn-B компанії відповідно до стандартів німецької компанії. Здатність до загартування матеріалу шестерні становить J10=31-39HRC
прямозуба шестерня
Звичайно, сталь 20CrMnTi, сталь 20MnTiB, сталь 20MVB та інші борвмісні сталі також мають недоліки. Загальноприйнято вважати, що 20CrMnTi та інші цементовані сталі є, по суті, дрібнозернистими сталями, і зерна не будуть грубими після цементації, і їх можна безпосередньо загартувати. Але насправді через вплив якості виплавки сталі за нормальних умов часто відбувається укрупнення зерна. Випробування фактичного розміру зерна кількох партій матеріалів показало, що значна частина фактичного розміру зерна становила лише 2-3 сорти (за умови збереження тепла 930 градусів протягом 3 годин). У літературі вважають, що через високий вміст Ti 20CrMnTi має багато включень TiN у сталі, особливо великі включення TiN є джерелом втоми зубчастих передач, і їх існування зменшить характеристики контактної втоми шестерень. Включення мають кубічну структуру і схильні до розколювання та розтріскування під дією сили, що призводить до раннього виходу з ладу шестерні. Інша проблема полягає в тому, що загартовуваність цієї сталі обмежена, і вона не може відповідати вимогам до зубчастих коліс великого діаметру та великого модуля. Глибина ефективного зміцненого шару науглерожування і твердість сердечника не можуть відповідати вимогам важких передач. Крім того, сталь 20CrMnTi схильна до внутрішнього окислення і має немартенситну структуру під час термообробки, що знижує втомну довговічність шестерень. Але в нашій країні сталі для науглерожування зубчастих передач немає такої сталі, яка б була настільки зрілою та надійною, як сталь 20CrMnTi у процесі цементації. Таким чином, це все ще найпоширеніша цементована сталь у Китаї. Такі борні сталі, як 20MnVB, 20MnTiB і 20Mn2TiB, також мають деякі недоліки. Наприклад, через погане розкислення та денітрифікацію під час плавлення, бор не може відігравати роль у підвищенні прогартуваності. Тому характеристики борної сталі нестабільні. Деформація шестерні збільшується і впливає на якість продукту. У той же час, оскільки змішані зерна та зерна легко бути грубими, деформацію нелегко контролювати, а в’язкість є поганою, а корінь шестерні з борної сталі схильний до утворення тростеїтної структури та чорної сітки та чорного пояса механізму карбонітрування. Тому багато заводів припинили використання цієї сталі. Однак не слід робити висновок, що борна сталь не підходить для науглерожування зубчастих передач. Цементована сталь, що містить бор, також використовується за кордоном. Наприклад, відомий завод із виробництва зубчастих передач IV у Німеччині використовує зарезервовану марку сталі ZF7, розроблену власним заводом, яка є низьковуглецевою хромомарганцевою сталлю, що містить бор. Основні хімічні компоненти (масова частка, відсотки) сталі: 0.15-0.20C, 0.15-0.40S, 1.0-1.3Cr, 1.{{33} }.3Mn, 0.001-0.003B. Деякі американські автомобільні трансмісії та головні та ведені шестерні задньої осі також використовують цементовану сталь, яка містить бор, наприклад 50B15, 43BVl4 та 94B17. Таким чином, якщо технологія плавлення металургійних заводів підтримується, вищевказані проблеми борної сталі можна вирішити.
Обробка сталевих зубчастих заготовок 20CrMnTiH, 20MnVBH і 20MnTiBH у безперервній ізотермічній нормалізаційній печі може забезпечити рівномірний розподіл лускового перліту та фериту. Таким чином можна значно зменшити викривлення зубчастої передачі під час термічної обробки, покращити точність шестерні та продовжити термін служби шестерні.
Ізотермічна нормалізуюча твердість зубчастої ковки становить 156-207HB
