金屬材料在汽車上的應(yīng)用課件

1、一、典型汽車零件的選材二、金屬材料在汽車上的應(yīng)用金屬材料在汽車上的應(yīng)用一、典型汽車零件的選材二、金屬材料在汽車上的應(yīng)用1汽車齒輪的選材1）齒輪的作用傳遞扭矩、調(diào)節(jié)速度、改變運(yùn)動(dòng)方向。2）工作條件（1）齒根受很大交變彎曲應(yīng)力作用、齒面受較大接觸應(yīng)力并有強(qiáng)烈的摩擦和磨損。（2）承受一定的沖擊載荷。 汽車齒輪的工作條件遠(yuǎn)比機(jī)床齒輪惡劣，特別是主傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪，它們受力較大，超載與受沖擊頻繁，因此對(duì)材料的要求更高。 一、典型汽車零件的選材1汽車齒輪的選材1）齒輪的作用一、典型汽車零件的選材（3）失效形式輪齒折斷、齒面磨損、齒面剝落、齒面點(diǎn)蝕、過(guò)載斷裂。（4）對(duì)汽車齒輪的性能要求1）高的彎曲疲勞強(qiáng)度；

2、2）高的接觸疲勞強(qiáng)度耐磨性；3) 較高的強(qiáng)度和沖擊韌性；4) 較好的熱處理性能，熱處理變形小。（3）失效形式輪齒折斷、齒面磨損、齒面剝落、齒面點(diǎn)蝕、過(guò)載 汽車齒輪用材是合金滲碳鋼20Cr或20CrMnTi，并經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火。滲碳、淬火、回火后，還可采用噴丸處理，增大表面應(yīng)壓力，有利于提高疲勞強(qiáng)度，并清除氧化皮。例：北京牌吉普車后橋圓錐主動(dòng)齒輪。性能要求：齒面硬度HRC58HRC62，心部硬度HRC33HRC48。（5）典型汽車齒輪選材 汽車齒輪用材是合金滲碳鋼20Cr或20CrMn材料：20CrMnTi鋼。熱處理：滲碳、淬火、低溫回火，滲碳層深1.2mm1.6mm。工藝路線：下料鍛造正

3、火切削加工滲碳、淬火、低溫回火噴丸磨削。 金屬材料在汽車上的應(yīng)用課件圖 汽車變速齒輪 圖 汽車變速齒輪 2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的工作條件 曲軸在工作中受到彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切、拉壓、沖擊等交變應(yīng)力。而且，應(yīng)力分布極不均勻；曲軸頸與軸承還發(fā)生滑動(dòng)摩擦。（2）曲軸的主要失效形式 疲勞斷裂和軸頸嚴(yán)重磨損兩種。2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的工作條件 （3）對(duì)曲軸的性能要求：1）高的強(qiáng)度；2）一定的沖擊韌性；3）足夠的彎曲、扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度；4）足夠的剛度；軸徑表面有高的硬度和耐磨性。（3）對(duì)曲軸的性能要求：1）高的強(qiáng)度；2）一定的沖擊韌性（4）典型曲軸的選材 鍛鋼曲軸一般采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼和

4、中碳合金鋼制造，如30、45、35Mn2、40Cr、35CrMo等。 鑄鐵曲軸主要由鑄鋼、球墨鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵及合金鑄鐵等制造，如ZG230-450、QT600-3、QT700-2、KTZ450-5、KTZ500-4等。（4）典型曲軸的選材 鍛鋼曲軸一般采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼和中（5）曲軸典型的工藝路線可根據(jù)材質(zhì)不同分為兩類：1）鑄鐵曲軸的典型工藝路線：鑄造正火調(diào)質(zhì)切削加工軸頸氣體滲碳2）鍛鋼曲軸的典型工藝路線： 下料模鍛調(diào)質(zhì)切削加工軸頸表面淬火（5）曲軸典型的工藝路線可根據(jù)材質(zhì)不同分為兩類：1）鑄鐵3汽車半軸汽車半軸是典型的受扭轉(zhuǎn)的軸件，但工作應(yīng)力較大，且受相當(dāng)大的沖擊載荷，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 3

5、汽車半軸為了提高淬透性，并在油中淬火防止變形和開裂，中、小型汽車的半軸一般用40Cr制造，重型車用40CrMnMo等淬透性很高的鋼制造。例：130載重車半軸材料：40Cr。熱處理：整體調(diào)質(zhì)。性能要求：桿部HRC37HRC44；盤部外圓HRC24HRC34。工藝路線：下料鍛造正火機(jī)械加工調(diào)質(zhì)盤部鉆孔磨花鍵。 為了提高淬透性，并在油中淬火防止變形和開裂，中、小型汽車的半4汽車板簧（1）汽車板簧失效形式及性能要求 汽車板簧用于緩沖和吸振，承受很大的交變應(yīng)力和沖擊載荷。汽車板簧的主要失效形式為剛度不足引起的過(guò)度變形或疲勞斷裂。因此，對(duì)汽車板簧的性能要求是材料要有較高的彈性極限、屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。 4

6、汽車板簧（1）汽車板簧失效形式及性能要求 汽車（2）典型板簧選材 汽車板簧一般選用彈性高的合金彈簧鋼來(lái)制造，如65Mn、65Si2Mn鋼等。對(duì)于中型或重型汽車，板簧還采用50CrMn、55SiMnVB鋼；對(duì)于中型載貨汽車用的大截面板簧，則采用55SiMnMoV、55SiMnMoVNb鋼制造。（2）典型板簧選材 汽車板簧一般選用彈性高的合金彈簧（3）工藝路線 熱軋鋼板沖裁下料壓力成型淬火中溫回火噴丸強(qiáng)化噴丸強(qiáng)化也是表面強(qiáng)化的手段，目的是提高零件的疲勞強(qiáng)度。（3）工藝路線 熱軋鋼板沖裁下料壓力成型淬火中溫回二、金屬材料在汽車上的應(yīng)用二、金屬材料在汽車上的應(yīng)用（一）汽車結(jié)構(gòu)零件用材1.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸

7、套材料 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體：缸體常用的材料有灰鑄鐵和鋁合金兩種。鋁合金的密度小，但剛度差、強(qiáng)度低、價(jià)格貴。所以，除了某些發(fā)動(dòng)機(jī)為減輕重量而采用鋁合金外，一般缸體材料均采用灰鑄鐵。二、金屬材料在汽車上的應(yīng)用（一）汽車結(jié)構(gòu)零件用材1.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸套材料 缸套材料：氣缸的缸體一般采用普通鑄鐵或鋁合金，而氣缸工作面則用耐磨材料，制成缸套鑲?cè)霘飧住?常用缸套材料為耐磨合金鑄鐵，主要有高磷鑄鐵、硼鑄鐵、合金鑄鐵等。為了提高缸套的耐磨性，可以用鍍鉻、表面淬火、噴鍍金屬鉬或其他耐磨合金等辦法對(duì)缸套進(jìn)行表面處理。 缸套材料：氣缸的缸體一般采用普通鑄鐵或鋁合金，而氣2發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋 缸蓋主要用來(lái)封閉氣缸構(gòu)成燃燒室。目前使用

8、的缸蓋材料有兩種：一種是灰鑄鐵或合金鑄鐵；另一種是鋁合金。鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋具有高溫強(qiáng)度、鑄造性能好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，但其導(dǎo)熱性差。鋁合金重量輕，但其高溫強(qiáng)度低，使用中容易變形、成本較高。2發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋 缸蓋主要用來(lái)封閉氣缸構(gòu)成燃燒室。目前金屬材料在汽車上的應(yīng)用課件3活塞組 活塞、活塞銷和活塞環(huán)等零件組成活塞組。常用的活塞材料是鋁硅合金，其性能特點(diǎn)是導(dǎo)熱性好、密度小、膨脹系數(shù)減小，耐磨性、耐蝕性、硬度、剛度和強(qiáng)度提高。鋁硅合金活塞需進(jìn)行固溶處理及人工時(shí)效處理，以提高表面硬度。3活塞組 活塞、活塞銷和活塞環(huán)等零件組成活塞組。常 活塞銷材料一般用20、20Cr、20CrMnTi等低碳、低碳合金鋼，表面進(jìn)行

9、滲碳或碳氮共滲處理，以滿足材料外表面硬而耐磨、內(nèi)部韌而耐沖擊的要求。 活塞銷材料一般用20、20Cr、20CrMnTi等低 活塞環(huán)材料目前一般多用珠光體基體的灰鑄鐵或合金鑄鐵，也有的采用球墨鑄鐵或可鍛鑄鐵。為了改善活塞環(huán)的工作性能，活塞環(huán)宜進(jìn)行表面處理。目前應(yīng)用最廣泛的是鍍鉻，可使活塞環(huán)的壽命提高倍。其他表面處理的方法還有噴鉬、磷化、氧化、涂敷合成樹脂等。 活塞環(huán)材料目前一般多用珠光體基體的灰鑄鐵或合金鑄鐵， 連桿材料一般采用45鋼、40Cr或40MnB等調(diào)質(zhì)鋼。 連桿材料一般采用45鋼、40Cr或40MnB等調(diào)質(zhì)鋼氣門進(jìn)氣門一般可用40Cr、 35CrSi、38CrSi、42Mn2V等合金鋼

10、制造；排氣門則要求用高鉻耐熱鋼制造，采用4Cr10Si2Mo作為排氣門材料時(shí)工作溫度可達(dá)550650 。氣門進(jìn)氣門一般可用40Cr、 35CrSi、38CrS螺栓、鉚釘?shù)壤溏吜慵?常用的螺栓材料有10、15（木螺栓，鉚釘）、35(普通螺栓)、40Cr和15MnVB(重要螺栓)等。螺栓、鉚釘?shù)壤溏吜慵?常用的螺栓材料有10、15（木（二）汽車?yán)錄_壓零件用材 在汽車零件中，冷沖壓零件種類繁多，約占總零件數(shù)的50%60%。汽車?yán)錄_壓零件的材料有鋼板和鋼帶，其中主要是鋼板，如08、20、25和Q345等。（二）汽車?yán)錄_壓零件用材 在汽車零件中，冷沖壓零件種 熱軋鋼板主要用來(lái)制造一些承受一定載荷的結(jié)構(gòu)件，如保險(xiǎn)杠、剎車盤、縱梁等。這些零件不僅要求鋼板具有一定剛度、強(qiáng)度，而且還要具有良好的沖壓成型性能。 冷軋鋼板主要用來(lái)制造一些形狀復(fù)雜，受力不大的機(jī)器外殼、駕駛室、轎車的車身等覆蓋零件。這些零件對(duì)鋼板的