简述中国汽车齿轮钢研究进展

窦玉龙 宋瑛

摘要：随着我国经济的持续发展，汽车行业正在不断深入到我们的日常生活中。汽车中齿轮钢是重要的传动部件，对汽车起着重要的作用。当前我国科技发展不够完善，再加上汽车齿轮钢工作条件复杂，为了将汽车齿轮钢更好的完善，需对齿轮钢性能的要求不断提高。

关键词：中国；汽车齿轮钢；研究进展

一、汽车齿轮钢的性能要求

汽车齿轮钢主要是要求材料的强度、塑性、韧性、淬透性、纯净度、晶粒度等性能达标，除此之外，齿轮钢的加工性能也是一项重要指标。提高齿轮钢的强度、塑性、韧性可以增加齿轮钢的使用寿命，利用降低齿轮钢内部的含氧量和含硫量，促使铅能够分布均匀，增加齿轮钢的使用时长，减少资源浪费。齿轮钢的淬透性对齿轮内部渗碳淬火的强度起着重要的决定作用。淬透性主要是通过计算机计算炉前所用的碳含量来预测的，利用齿轮钢淬透性的宽和有效截面，以此来减少齿轮钢的热处理变形和增加使用性能的最大化。纯净度主要是要求齿轮钢内部的氧化物和硫化物增加，通过降低有害杂物及钛的使用，以此增加齿轮的耐疲劳性能和使用寿命。齿轮钢的晶粒度主要是在冶金方面进行晶粒度的细化，利用高温真空渗碳技术减少齿轮热处理的变形量，降低齿轮弯曲强度，增加渗碳钢的翠断抗力。通过对汽车齿轮钢的性能要求进行分析了解，明确到一个好的齿轮钢需要具备练好的加工性能及易削性，降低齿轮钢的含氧量防止出现空冷贝氏体不达标，在进行齿轮钢的性能要求检测上，要保障齿轮钢内部性能均衡，避免出现不符合性能标准的齿轮钢应用到汽车组装上[1]。

二、我国汽车齿轮钢的材料应用

当前我国汽车行业正在持续发展，汽车齿轮钢的材料种类越来越多，一般汽车主要应用的齿轮钢主要分为渗碳齿轮钢、空冷贝氏体钢、准贝氏体钢等齿轮钢材料。渗碳齿轮钢主要是由低碳合成的低碳合金钢，由于当前我国汽车行业正在向高性能、长寿命、经济实惠型、生产高效率型发展，渗碳齿轮钢是当前汽车齿轮钢种类最多，应用范围最广的一种齿轮钢材料。空冷贝氏体钢是非调质钢的一种齿轮钢，由于有着空冷淬透性较好、能够节省资源使用、降低生产成本、冷热加工性能较好等众多优点。汽车生产厂家对这种齿轮钢材料进行深入的研究，通过进行深入研究和实验，将其渗碳工艺性能优势利用渗碳气冷淬火的方法，降低汽车齿轮钢的变形量，在实现经济实惠的前提下最大可能的提高空冷贝氏体钢的精度和性能，将空冷贝氏体钢广泛应用到汽车行业，减少汽车生产成本。准贝氏体钢是一种特殊的汽车齿轮钢，主要是由贝氏体、铁素体等残留的五碳化合物形成的一种特殊的贝氏体钢。主要有成本低、强韧度高等特点，已被广泛应用到汽车制造行业。

三、我国汽车齿轮钢的发展

我国的汽车齿轮钢最早是在二十世纪六十年代引进苏联的用钢技术，由于汽车齿轮钢技术刚被引进，再加上国内汽车制造技术相对较差，主要是引进其他国家的齿轮钢制造技术[2]。到了二十世纪末，随着我国经济的发展，汽车制造业也在慢慢脱离其他国家的生产制造技术。为了适应我国的汽车齿轮国产化的需要，通过引进齿轮钢生产的关键设备和技术，按照国际汽车齿轮钢生产的先进标准，通过深入研究探讨，开发出类似其他发达国家的齿轮钢新钢种。到了二十一世纪，我国经济正在迅速发展，高科技技术正在不断进步，汽车制造行业不断完善，汽车已经被广泛使用，深入每一个家庭。新时期阶段，我国汽车齿轮钢的要求正在不断增加，为了满足汽车行业的需求要对齿轮钢进行更加科技化的研究。针对大功率发电机，齿轮钢应增加自身的易切削钢的功能，重在齿轮钢、碳氮共渗用钢、准贝氏体钢、空冷贝氏体钢等新发明的齿轮钢成为所要研究的方向，而当前我国汽车行业主要应用的齿轮钢主要是20CrMnTi。汽车齿轮钢在被应用到重型载货汽车中，我国主要的研发目标是如何研發出具有较高强度、良好的任性、较强的耐压能力的一种汽车齿轮钢。

通过多年的科学研究表明，合理利用冷热处理工艺、渗碳气冷淬火工艺减少汽车齿轮的渗碳淬火变形量，控制齿轮钢的心部硬度保持在一个平衡状态，可以较为经济的提高汽车齿轮钢的强度、塑性、韧性、淬透性、纯净度和晶粒度。通过合适的冶炼工艺降低齿轮钢内部的含氧量，提高钢的纯度，增加齿轮的耐疲劳力度，降低齿轮钢内部的有害物质。随着对汽车齿轮钢的性能要求更高化之后，为了满足汽车行业的需求，需要不断开发新的齿轮钢进行汽车制造[3]。要将齿轮钢的质量更加稳定，只有通过严格控制纯钢内部的化学成分，提高淬透性能，精准控制齿轮钢的内部含氧成分，降低港内的含氧量，减少氧化产生的夹杂物，避免夹杂物对汽车齿轮钢的疲劳寿命造成不利的影响。采用高强度钢、多元合金、复合材料利用真空脱气工艺、冷挤压技术、精密锻造技术形成一种新型材料。这种材料可以实现汽车齿轮铁的轻量化，提高钢的纯度，降低钢内部的含氧化量，减少切削加工费用，提高齿轮钢的生产效率和材料重复利用率。随着我国的汽车行业迅速发展，对汽车的轻型化、高性能化、资源重复利用率、生产效率等要求有所提高。时代不断在发展，为了适应时代的要求，需将汽车的齿轮钢应用上升到一个新的阶段，对齿轮钢的高纯度、细晶粒、淬透性、轻量化等继续深入研究，为我国汽车行业发展做出重要的贡献。

总结：

本文通过对汽车齿轮钢的性能要求进行分析研究，明确我国当前汽车齿轮钢主要的材料应用市场，结合我国汽车齿轮钢的整体发展过程，了解到齿轮钢的质量好坏取决于齿轮材料和处理工艺。通过提高汽车齿轮的质量，完善热处理工艺程序，以此增加齿轮钢的性能，为我国汽车行业的发展做出相应的贡献。

参考文献：

[1]黄金宝.重载传动齿轮钢淬透性及相变变形规律的研究[D].北京交通大学，2017.

[2]曹燕光.渗碳齿轮钢淬透性及其热处理变形和疲劳性能研究[D].钢铁研究总院，2017.

[3]安杰，王哲，李润霞，李涛，丁克振，李如.汽车齿轮钢8620RH的洁净度[J].中国冶金，2016，26（09）：33-37.