高强度轻量化汽车传动轴总成制造方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度轻量化汽车传动轴总成的制备方法，采用由以下元素按重量百分比组成：C0.03～0.1，Si0.05～0.2，Mn1～2.5，P0～0.025，S0～0.001，Al0～0.15，Nb0.01～0.1，Ti0.01～0.15，Fe余量的高强度钢板制成；轴管采用直缘成型机组加固态高频焊接方法成型，高频焊接功率为200-260Kw，焊接速度为22-25mm/min；管叉焊接采用低组配焊丝，焊丝成分重量百分比组成为：C≤0.15，Mn17-2.1，Si0.55-1.0，S≤0.15，P≤0.15，Al≤0.10，Cu≤0.50，Ti+Zr≤0.30，其余为Fe，焊丝直径为1.6mm，抗拉强度Rp0.2≥420MPa，Rm≥500MPa，A5≥22％。本发明专利技术通过采用高强度钢板，合理轴管制造工艺的选择及优化，合理管叉焊接焊丝和焊接工艺的选择及优化，达到提高传动轴总成的强度及寿命，实现传动轴总成轻量化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高强度轻量化汽车传动轴总成的制备方法。
技术介绍
近年来中国汽车产业呈现出迅猛发展态势，汽车传动轴作为汽车传动系统的主要保安部件之一，其作用是将发动机输出的动カ有效、可靠地传送到驱动桥。随着汽车业的发展，对汽车传动轴的需求势必加大。随着我国汽车エ业的快速发展，商用卡车的高功率、高转速和轻量化发展趋势对汽车传动轴提出了更高的性能要求。以高强度材料代替现有材料制造传动轴轴管在国内未有成功和现成经验可借鉴，而且高强度传动轴轴管的研制涉及焊接エ艺參数的控制和减振结构设计等系列关键技术，具有一定的挑战性。目前的传动轴管在轴管材料种类和强度级别方面，主要是宝钢生产的B440QZR、B480QZR、鞍钢生产的23.5号钢和15Ti钢、唐钢生产的TG480QZ，其化学成分为高C，还有S1、Mn、P、S等元素，抗拉强度级别大部分在480MPa以下。因此，在满足承载强度要求的前提下，没有减薄焊管壁厚的潜力，无法达到轻量化的使用要求；另一方面，系列化设计种类少，目前只有15种壁厚X直径的钢管，最大工作扭矩较小，例如の120mm的轴管的额定扭矩仅为1700公斤米；再有在轻量化方面，由于传动轴管的长度已确定，因此传动轴管的轻量化以选择钢管的横截面最小为追求目标。发展汽车轻量化技术是降低油耗、提高燃油经济型、减少排放的ー种主要方式，特别是目前新能源汽车技术尚未完全成熟、发动机技术提升难度日益加大的背景下，对于传统汽车来说，大力发展并推广汽车轻量化成为节能、减排、降低成本的主导。我国汽车轻量化进程通过轻量化设计、轻量化材料和轻量化制造技术的集成应用的手段在铝合金发动机缸体、转向盘骨架、外覆盖件、高強度钢车身、悬挂件等方面取得了显著成效。但是在高强度、轻量化卡车传动轴部件的研制开发领域长期以来并未没有引起足够重视，目前已经成为整车轻量化发展进程中的ー个薄弱环节。传动轴主要由传动轴管、与之焊接连接的焊接叉和传动轴管内的减振充填物组成。其中传动轴管是外形尺寸最大、最有实现轻量化潜力的组成部分。传动轴管质量要求很高，一般使用电焊管。同时要求有足够的强度、伸长率和静扭屈服扭矩；良好的焊缝质量、表面光洁度；较高的内径精度、壁厚精度及清除毛刺等。目前生产传动轴管钢材的国内企业主要有首钢、鞍钢、宝钢和唐钢，主要有25Z、IOT1、15T1、08Z、B440QZR、B480QZR、TG480QZ等钢种，其強度等级大部分在480MPa以下，因此，在满足承载强度要求的前提下，没有减薄焊管壁厚的潜力，无法达到轻量化的使用要求。我国传动轴用管目前有15种壁厚X直径的钢管，但最大工作扭矩较小，例如の120mm的轴管的额定扭矩仅为1700公斤米。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种，该方法提高传动轴总成的疲劳强度，在保证高于原轴管强度的同时减小轴管的薄厚，从而实现传动轴的减重。本专利技术，按以下方式实现:a.采用由以下元素按重量百分比组成:C0.03 0.1，Si0.05 0.2，Mnl 2.5，PO 0.025，SO 0.001，AlO 0.15，Nb0.01 0.1，Ti0.01 0.15，Fe 余量的高强度钢板制成；b.轴管采用直缘成型机组加固态高频焊接方法成型，高频焊接功率为200-260Kw，焊接速度为 22-25mm/min ；c.管叉焊接采用低组配焊丝，焊丝成分重量百分比组成为:C彡0.15，Mnl7-2.1，Si0.55-1.0，S ≤0.15，P ≤ 0.15，Al ≤ 0.10，Cu ≤ 0.50，Ti+Zr ≤0.30，其余为 Fe，焊丝直径为 1.6mm，抗拉强度 Rp0.2 ≥ 420Mpa, Rm ≥500Mpa, A5 ≥ 22%。所述的高强度钢板的制备造方法如下:将上述成分的原料按比例用300吨氧化转炉冶炼，出钢后钢水经炉后精炼、连铸成厚度250_的板坯，板坯经步进式加热炉再加热到1230°C以上保温，开扎温度控制在1230°C，终轧温度控制在850 900°C，带钢出精轧机组后进行层流冷却。合金强度的提高通过合金元素Mn和Nb+Ti等的固溶强化、晶粒细化和析出強化为强化机制，结合钢材熔炼时控温控轧控冷技术，使所制备的钢板的力学性能为Rp0.2 ≥ 570Mpa, Rm ≥ 700Mpa, A5 ≥ 13%。传动轴管成型采用直缘成型机组，エ艺參数的确定包括翅片ー架辊缝、翅片ニ架辊缝、排辊进ロ參数、排辊出口參数、感应圈前端距挤压辊中心线距离和挤压辊出ロ尺寸等參数的控制，具体參数为翅片ー架辊缝3-3.2 (mm)，翅片ニ架辊2.8-3 (mm)，排辊进ロ高85-65mm,开合30-80mm,排棍出ロ高180-132mm,开合高74_98mm,感应圈前端距挤压棍中心线距离 130-135 (mm)。高频焊接设备为具有负载自动匹配功能的400KW固态高频装置，焊接エ艺參数的确定，包括输入功率、交流电流、频率、偏移量和焊接速度等參数，具体參数为输入功率205-243KW，，交流电流 103-106A，频率 175.2-177KHZ，偏移量 15-18 %，焊接速度 22_25m/min0轴管总成的焊接包括轴管坡口和焊丝的选择，不同型号轴管坡ロ也不一样，如0 89X3.5规格轴管坡ロ为60。-90°，①120 X 4规格轴管坡ロ 45。-70°，钝边均应不大亍 1.5mmo管叉焊接的焊丝采用低组配，焊丝的強度小于轴管母材的強度，成分重量百分比组成为:c く 0.15，Mn 17-2.1，Si0.55-1.0，S ≤ 0.15，P ≤ 0.15，Al ≤ 0.10，Cu ≤ 0.50，Ti+Zr ^ 0.30，其余为Fe。焊丝直径为1.6mm。管叉焊接エ艺參数包括电弧电压、焊接电流、焊接速度等エ艺參数以及焊缝及热影响区硬度分布检测。本专利技术的积极效果是通过采用高强度钢板，合理轴管制造エ艺的选择及优化，合理管叉焊接焊丝和焊接エ艺的选择及优化，达到提高传动轴总成的強度及寿命，实现传动轴总成轻量化。附图说明图1是本专利技术方法制备的轴管与原轴管的外观对比照片；图2是本专利技术方法制备轴管的焊缝组织低倍宏观照片；图3是本专利技术方法制备的0 89X3.5mm轴管外观照片。具体实施例方式以下结合具体实例对
技术实现思路
作进ー步阐述.按照本专利技术的方法在实际应用中制造了 0120mm和0 89mm两种规格的汽车传动轴总成。实施例1:の120规格高强度轻量化汽车传动轴总成制造1、将本专利技术中高强度钢板用于制造の120规格传动轴制造，轴管薄厚由原来的6mm减到4mm，选择两个强度级别的高强度钢板，在以下分别命名材料I和材料2，化学成分重量百分比分别为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度轻量化汽车传动轴总成制造方法，其特征在于：a.采用由以下元素按重量百分比组成：C?0.03～0.1，Si?0.05～0.2，Mn?1～2.5，P?0～0.025，S?0～0.001，Al?0～0.15，Nb?0.01～0.1，Ti?0.01～0.15，Fe余量的高强度钢板制成；b.轴管采用直缘成型机组成型，然后固态高频焊接方法焊接，高频焊接功率为200?260Kw，焊接速度为22?25mm/min；c.管叉焊接采用低组配焊丝，焊丝成分重量百分比组成为：C≤0.15，Mn17?2.1，Si0.55?1.0，S≤0.15，P≤0.15，Al≤0.10，Cu≤0.50，Ti+Zr≤0.30，其余为Fe，焊丝直径为1.6mm，抗拉强度Rp0.2≥420Mpa，Rm≥500Mpa，A5≥22％。

【技术特征摘要】
1.一种高强度轻量化汽车传动轴总成制造方法，其特征在于: a.采用由以下元素按重量百分比组成:C0.03 0.1，Si 0.05 0.2，Mn 1 2.5，P.0 0.025，S 0 0.001，Al 0 0.15，Nb 0.01 0.1，Ti 0.01 0.15，Fe 余量的高强度钢板制成； b.轴管采用直缘成型机组成型，然后固态高频焊接方法焊接，高频焊接功率为200...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓红，张义和，安健，丛山，郭毅，刘利萍，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：