無錫汽車傳動軸用冷拔精密無縫鋼管

無錫汽車傳動軸用冷拔精密無縫鋼管

無錫汽車傳動軸用冷拔精密無縫鋼管

技術焊管質量控制、焊管熱處理工藝研究、冷拔最終變形與最終熱處理工藝等試驗研究情況，經過采
取精密焊管加冷拔結合的方式，并實施相關的研究措施。結果表明，精密鋼管廠研制高強度汽車傳
動軸用冷拔精密焊管制定的相關技術應用于鋼管生產，鋼管各項技術指標符合用戶要求，高強度汽
車傳動軸管適合于制造載重車傳動軸。
關鍵詞：高強度；汽車傳動軸；焊管；冷拔
０　前言
汽車傳動軸是汽車傳動系統的主要部件之一
（傳動軸結構見圖１），需要在不同軸心的兩軸間
甚至在工作過程中相對位置不斷變化的兩軸間傳
遞動力。傳動軸一般都在比較惡劣的環境中工
作，它要頻繁地承受扭轉、壓縮、剪切、沖擊等多種
交變應力的作用。因此作為傳動軸的重要組成部
分———傳動軸管對材質、性能、尺寸精度都有嚴格
的要求。
對于一般汽車傳動軸用管來說，采用直縫
電焊鋼管生產，就可滿足使用要求。但是，隨
著汽車技術的發展，要求傳動軸用管壁厚更薄
（≤２．５ｍｍ）、強度更大（≥５４０ＭＰａ）、靜扭值更
大（≥２１７０Ｎ·ｍ）。單純的直縫電焊鋼管生產
已經不能滿足上述要求。
圖１　傳動軸結構
·６５·
2011年第１期
１　技術要求
１．１　技術要求
此次研制是基于上海某傳動軸有限公司開發
長城哈弗載重車傳動軸，要求研制�迹叮常�５ｍｍ×
１．６５ｍｍ傳動軸用管。有關化學成分、尺寸及允
許偏差以及機械性能的要求如表１－３所示。
表１　�迹叮常�５ｍｍ×１．６５ｍｍ傳動軸
（Ｂ４４０ＱＺＲ，４４０ＱＺ）用管化學成分％
ｗＣ ｗＳｉ ｗＭｎ ｗＰ ｗＳ ｗＮｂ
≤０．１２ __________≤０．５ ≤１．３０ ≤０．０３０ ≤０．０２５ ≤０．０４
表２　�迹叮常�５ｍｍ×１．６５ｍｍ傳動軸用管允許偏差
內徑允許偏差／
ｍｍ
壁厚允許偏差／
ｍｍ 外徑橢圓度
同一截面
壁厚差
±０．１５ ±０．１５ ７５％內徑公差５０％壁厚公差
表３　�迹叮常�５ｍｍ×１．６５ｍｍ傳動軸用管機械性能
抗拉強度／ＭＰａ 屈服強度／ＭＰａ 伸長率／％
≥５４０ ≥４９０ ≥８
１．２　工藝試驗
１．２．１　壓扁試驗
鋼管應做壓扁試驗。鋼管壓板間距離Ｈ為
３／４Ｄ，壓扁后試樣上不得出現裂縫、裂口或焊縫
開裂。
１．２．２　擴口試驗
鋼管應做擴口試驗。頂芯錐度為６０°，擴口
率為外徑的８％；擴口后試樣上不得出現裂縫、裂
口或焊縫開裂。
１．２．３　靜扭試驗
鋼管靜扭屈服扭矩≥２１７０Ｎ·ｍ。
靜扭試驗由需方進行。
另外，鋼管的直線度應≤０．３０ｍｍ／ｍ。
２　研制方案及工藝
２．１　分析
（１）原材料　由于傳動軸管體與十字軸是焊
接連接，為了焊接性能的可靠、鋼管又具有較高的
強韌性，傳動軸管材質多為碳錳鋼（０．11％Ｃ、１．０％
Ｍｎ）。Ｂ４４０ＱＺＲ、Ｂ４８０ＱＺＲ是寶鋼于１９９１年為開
發斯太爾載重汽車用傳動軸管試制的熱軋帶卷，其
化學成分、力學性能見表４。目前，由太鋼生產的
４４０ＱＺ被廣泛應用于汽車傳動軸管的生產。
表４　Ｂ４４０ＱＺＲ、Ｂ４８０ＱＺＲ化學成分、力學性能
ｗＣ ｗＳｉ ｗＭｎ ｗＰ ｗＳ ｗＮｂ 抗拉強度／ＭＰａ 屈服強度／ＭＰａ 伸長率／％
Ｂ４４０ＱＺＲ ≤０．１２ ≤０．５０ ≤１．３０ ≤０．０３０≤０．０２５ ≤０．０４ ４４０－５７０ ≥３２０ ≥１５
Ｂ４８０ＱＺＲ ≤０．１６ ≤０．５０ ≤１．５０ ≤０．０３０≤０．０３５ — ４８０－５８０ ≥３５５ ≥２１
（２）強度　由于汽車傳動軸在工作中既要承受
隨機變化的交變載荷，又要承受啟動、制動以及因道
路狀況而引起的沖擊載荷，因此鋼管必須具有較高
的強度和塑性。一般傳動軸管強度為≥４９０ＭＰａ。
本次試制傳動軸管的強度要求為≥５４０ＭＰａ。
（３）尺寸精度　汽車傳動軸是在高速旋轉狀
態下傳遞扭矩的，只有鋼管的幾何尺寸和形狀達到
一定的精度，才能使傳動軸的質量中心接近于回轉
中心，確保汽車在高速行駛時保持平穩。因此，鋼
管必須具有較高的圓度、壁厚均勻性及直線度。
（４）工藝性能　因傳動軸制造時要對鋼管進
行收縮或擴口加工，總成后還要進行靜扭試驗。
因此，鋼管良好的工藝性能是保證傳動軸質量的
一個重要性能。