專(zhuān)利名稱(chēng)：薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸及其制造方法。
背景技術(shù)：
減重節(jié)能是目前汽車(chē)發(fā)展的主題之一，對(duì)于載重汽車(chē)來(lái)說(shuō)，降低一定的重量，就可 以多載重相應(yīng)重量的貨物，同時(shí)可以減少制造單車(chē)所需的原材料消耗。汽車(chē)傳動(dòng)軸的主要損壞形式傳動(dòng)軸機(jī)件的損壞、磨損、變形以及失去動(dòng)平衡，而機(jī) 件的損壞主要表現(xiàn)為十字軸和突緣叉的斷裂，出現(xiàn)軸管屈服和變形的損壞形式較為少見(jiàn)， 這就為通過(guò)提高軸管用材料強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)薄和減重提供了可能。在Derwent World Patents Index德文特世界專(zhuān)利索引中查到一篇專(zhuān)利；專(zhuān) 利號(hào)TO2004040153 ；專(zhuān)利題名“HIGH STRENGTHPROPELLER SHAFT WITH EXCELLENT DURABILITY,ANDMETHOD OF MANUFACTURING THE PROPELLER SHAFT”;專(zhuān)利發(fā)明人MIYASAKA AKIHIRO(JP) ；TOMINAGA T0M0N0RI (JP) ；HIROSHIGE ITSUROU(JP)；專(zhuān)利內(nèi)容本專(zhuān)利介紹 了高強(qiáng)度傳動(dòng)軸的鋼管強(qiáng)度> 700Mpa，其表面焊有平衡片，平衡片背面經(jīng)塑性變形處理，如 超聲波噴丸處理等，可以提高扭轉(zhuǎn)疲勞性能。在日本專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)中查到一篇專(zhuān)利，專(zhuān)利發(fā)明人YAMAM0T0MITSUSACHI ；FUKUI KIY0YUKI ；專(zhuān)禾丨J 號(hào)JP7317844 ；文章題名“HIGH STRENGTH DRIVE SHAFT FOR POWER TRANSMISSIONAND MANUFACTURE THEREOF” ；專(zhuān)利內(nèi)容本專(zhuān)利介紹了傳動(dòng)軸管由抗拉強(qiáng)度 為大于70kg/mm2的鋼板成型而成，而且闡述了配重尺寸與疲勞性能的關(guān)系。目前國(guó)內(nèi)通常 采用的傳動(dòng)軸管材料的屈服強(qiáng)度為360-470N/mm2，抗拉強(qiáng)度為470_580N/mm2。根據(jù)不同的 扭矩輸出要求，選擇不同的外徑和壁厚，典型的規(guī)格有63. 5X2. 5、89X5、90X3、100X4、 108X7,120X6,140X6 等。據(jù)資料介紹，日本汽車(chē)傳動(dòng)軸用焊接鋼管抗拉強(qiáng)度一般為500N/mm2。住友金屬公 司開(kāi)發(fā)了抗拉強(qiáng)度為700N/mm2的汽車(chē)傳動(dòng)軸用焊接鋼管，最近又成功開(kāi)發(fā)了抗拉強(qiáng)度為 800N/mm2的新產(chǎn)品，其含碳量均在0. 20%左右，錳含量在0. 70-1. 40%之間。德國(guó)和瑞典的 汽車(chē)傳動(dòng)軸管采用類(lèi)似我國(guó)的20和20Mn2材料，其抗拉強(qiáng)度為600-750N/mm2，屈服強(qiáng)度在 500-650N/mm2。在國(guó)家鼓勵(lì)減重節(jié)能的環(huán)境下，充分挖掘汽車(chē)零部件的減重和輕量化潛力， 是汽車(chē)行業(yè)材料技術(shù)人員面臨的長(zhǎng)期課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸的制造方法，其采用材料的力學(xué)性 能為Rp0. 2彡600MPa, Rm ^ 700MPa, A5彡13% ；在工藝方面，通過(guò)坡口控制、焊絲選擇、管 叉焊接工藝參數(shù)控制以及焊縫及熱影響區(qū)硬度分布控制等，實(shí)現(xiàn)薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸總成的 制造，可實(shí)現(xiàn)減重4. 4% 9. 3%。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸及其制造方法，其特征在于 薄壁傳動(dòng)軸軸管一端套在花鍵套上，另一端連接有焊接叉，傳動(dòng)軸軸管壁厚為3. 5-4. 0mm。
所述的薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸的制造方法如下1)、焊接時(shí)焊絲選用兩種，焊絲的化學(xué) 成分按重量百分比如下:C 0. 06-0. 16，Mnl. 0-2. 0，Si 0. 55-1. 10，S 0-0. 030，P 0-0. 030， Al 0-0. 10，Cu 0-0. 50，Cr 0. 0-0. 20，NiO-O. 30，TiO. 05-0. 30，余量為 Fe。焊絲的力學(xué)性能范圍為抗拉強(qiáng)度Rm 500-700MPa,屈服強(qiáng)度RpO. 2420-550MPa, 延伸率 A522-35%，沖擊功 Akv 30-120J ；焊絲直徑Φ1. 6mm，焊接時(shí)熔入焊接叉基體的熔合深度以1 2mm ；焊縫硬度與叉 基體硬度一致，波動(dòng)控制在40HV之內(nèi)；2)、薄壁管傳動(dòng)軸總成管叉焊接工藝參數(shù)為Φ89Χ3. 5傳動(dòng)軸管的叉管焊接線能 量q= ηυ /ν η :電弧的有效熱功率利用系數(shù)，對(duì)于CO2氣體保護(hù)焊中η取0.7，U:電弧 電壓，單位V ;1 焊接電流，單位I ;ν 焊接速度，cm/s應(yīng)控制在5. 60 6. 44KJ/cm范圍內(nèi)、 Φ 120X4規(guī)格的傳動(dòng)軸管的叉管焊接線能量應(yīng)控制在7. 00 7. 84KJ/cm范圍內(nèi)；Φ89Χ3. 5規(guī)格薄壁軸管可以傳遞13500N.M和Φ 120X4規(guī)格薄壁軸管可以傳遞 28400Ν. M的靜態(tài)扭矩，靜扭安全系數(shù)ns在1. 68以上；本發(fā)明的積極效果是其采用材料的力學(xué)性能為RpO. 2彡600MPa, Rm彡700MPa,A5彡13% ；實(shí)現(xiàn)了薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸總成減重4. 4% 9.3%。


圖1為本發(fā)明的薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸的剖面圖；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述實(shí)施例1:Φ89X3. 5規(guī)格焊絲直徑Φ1. 6、焊接電流360Α、焊接電壓32V、焊接速度81cm/ 111土11、焊絲干伸長(zhǎng)25讓、0)2氣體流量25171^11;公89\3.5傳動(dòng)軸管的叉管焊接線能量(q = nUI/v n :電弧的有效熱功率利用系數(shù)，對(duì)于(X)2氣體保護(hù)焊中η取0. 7，U 電弧電壓， 單位ν;Ι 焊接電流，單位I ；V 焊接速度，cm/s)應(yīng)控制在5. 60 6. 44KJ/cm范圍內(nèi)、可以 選用兩種焊絲進(jìn)行焊接，但兩種焊接材料相對(duì)于被焊母材強(qiáng)度均較低，屬低組配，在保證焊 接質(zhì)量的前提下，可以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)疲勞性能的要求。其熔入焊接叉基體的熔合深度以1 2mm 為最佳；焊縫硬度與叉基體硬度一致，波動(dòng)控制在40HV之內(nèi)。焊絲化學(xué)成分C 0. 06，Mn 1. 0，Si 0. 55，S 0. 010，P 0. 010，Al 0. 05，Cu 0. 2，Cr 0. 10，NiO-O. 10，TiO. 05，余量為 Fe。抗拉強(qiáng)度Rm屈服強(qiáng)度Rpa2延伸率A5沖擊功
權(quán)利要求
1.薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸，其特征在于薄壁傳動(dòng)軸軸管一端套在花鍵套上，另一端連接 有焊接叉，傳動(dòng)軸軸管壁厚為3. 5-4. 0mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸，其特征在于所述的薄壁管汽車(chē)傳 動(dòng)軸的制造方法如下1)、焊接時(shí)焊絲選用兩種，焊絲的化學(xué)成分按重量百分比如下C 0. 06-0. 16，Mn 1. 0-2. 0，SiO. 55-1. 10，S 0-0. 030，P 0-0. 030，Al 0-0. 10，Cu 0-0. 50，Cr 0. 0-0. 20，NiO-O. 30，TiO. 05-0. 30，余量為 Fe ；焊絲的力學(xué)性能范圍為抗拉強(qiáng)度Rm 500-700MPa，屈服強(qiáng)度RpO. 2 420_550MPa，延伸 率 A5 22-35%，沖擊功 Akv 30-120J ；焊絲直徑Φ1. 6mm，焊接時(shí)熔入焊接叉基體的熔合深度以1 2mm ；焊縫硬度與叉基體 硬度一致，波動(dòng)控制在40HV之內(nèi)；2)、薄壁管傳動(dòng)軸總成管叉焊接工藝參數(shù)為Φ89Χ3. 5傳動(dòng)軸管的叉管焊接線能量q =ηυι/ν η :電弧的有效熱功率利用系數(shù)，對(duì)于ω2氣體保護(hù)焊中n取0. 7，υ 電弧電 壓，單位ν;Ι 焊接電流，單位I ；V:焊接速度，cm/s應(yīng)控制在5.60 6.44耵八111范圍內(nèi)、 Φ 120 X 4規(guī)格的傳動(dòng)軸管的叉管焊接線能量應(yīng)控制在7. 00 7. 84KJ/cm范圍內(nèi)；Φ89X3. 5規(guī)格薄壁軸管可以傳遞13500Ν.Μ和Φ 120X4規(guī)格薄壁軸管可以傳遞 28400Ν. M的靜態(tài)扭矩，靜扭安全系數(shù)ns在1. 68以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸及其制造方法，其特征在于薄壁傳動(dòng)軸軸管一端套在花鍵套上，另一端連接有焊接叉，傳動(dòng)軸軸管壁厚為3.5-4.0mm。焊絲的力學(xué)性能范圍為抗拉強(qiáng)度Rm500-700MPa，屈服強(qiáng)度Rp0.2 420-550MPa，延伸率A5 22-35％，-29℃沖擊功Akv 30-120J；其材料的力學(xué)性能為Rp0.2≥600MPa，Rm≥700MPa，A5≥13％；實(shí)現(xiàn)了薄壁管汽車(chē)傳動(dòng)軸總成減重4.4％～9.3％。
文檔編號(hào)F16C3/02GK102052383SQ20091021783
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者劉柯軍, 周明文, 張義和, 張建振, 李慶臣, 李鵬, 段朝暉, 王麗君, 王力, 袁立國(guó), 趙威, 鄒德志, 鄭樹(shù)東, 陳成奎, 陳曉梅 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司