这两部分包括的零件相当多,其中有大量的齿轮和各种轴,同时还有在高温下工作的零件(进/排汽阀、活塞等),它们的用材都比较重要,目前一般都是根据使用经验来选材。对于不同类型的汽车和不同的生产厂,发动机和传动系统的选材是不相同的。应该根据零件的具体工作条件及实际的失效方式,通过大量的计算和试验选出合适的材料。
随着能源和原材料供应的日趋短缺,人们对汽车节能降耗的要求越来越高。而减轻自重可提高汽车的重量利用系数,减少材料消耗和燃油消耗,这在资源、能源的节约和经济价值方面具有非常重要的意义。
减轻自重所选用的材料,比传统的用材应该更轻且能保证事业性能。比如米博体育,用铝合金或镁合金代替铸铁,重量可减轻至原来的1/3~1/4,但并不影响其使用性能;采用新型的高强度的钢板材代替普通的低碳钢板材生产汽车的冲压件,可以使用比较薄的板材,减轻自重,但一点不降低构件的强度;在车身和某些不太重要的结构件中,采用塑料或纤维增强复合材料代替钢材,也可以降低自重,减少能耗。2汽车零件用金属材料1.缸体和缸盖
缸体常用的材料有灰铸铁和铝合金两种。缸盖应用导热性好、高温机械强度高、能承受反复热应力、铸造性能良好的材料来制造。目前使用的缸盖材料有两种:一是灰铸铁或合金铸铁;另一种是铝合金。
活塞材料一般用20钢或20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢。活塞销外表面应进行渗碳或碳氮共渗处理,以满足外表面硬而耐磨,材料内部韧而耐冲击的要求。
气门材料应选用耐热、耐蚀、耐磨的材料。进气门一般可用40Cr、35CrMo、38CrSi、42Mn2V等合金钢制造;而排气门则要求用高铬耐热钢制造,采用4Cr10Si2Mo。
汽车的重要齿轮都用渗碳、淬火进行强化处理。因此这类齿轮一般都用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi等制造,特别是后者在我国汽车齿轮生产中应用最广。
中、小型汽车的半轴一般用45钢、40Cr,而重型汽车用40MnB、40CrNi或40CrMnMo等淬透性较高的合金制造。
钢板有08、20、25和16Mn等。热轧钢板主要用来制造一些承受一定载荷的结构件,如保险杠、刹车盘、纵梁等。冷轧钢板主要用来制造一些形状复杂,受力不大的机械外壳、驾驶空、轿车的车身等覆盖零件。
汽车板簧一般选用65Mn、60Si2Mn钢制造。重型载重汽车大截面板簧用55SiMnMoV、55SiMnMoVNb钢制造。3典型汽车零件的选材实例1.汽车半轴
汽车半轴是典型的受扭矩的轴件,但工作应力较大,且受相当大的冲击载荷。最大直径达50mm左右,用45钢制造时,即使水淬也只能使表面淬透深度为10%半径。为了提高淬透性,并在油中淬火防止变形和开裂,中、小型汽车的半轴一般用40Cr制造,重型车用40CrMnMo等淬透性很高的钢制造。
汽车齿轮的工作条件远比机床齿轮恶劣,特别是主传动系统中的齿轮,它们受力较大,超载与受冲击频繁,因此时材料的要求更高。由于弯曲与接触应力都很大,用高频淬火强化表面不能保证要求,所以汽车的重要齿轮都用渗碳、淬火进行强化处理。因此这类齿轮一般都用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi等制造,特别是后者在我国汽车齿轮生产中应用最广。为了进一步提高齿轮的耐用性,除了渗碳、淬火外,还可以采用喷丸处理等表面强化处理工艺。喷丸处理后,齿面硬度可提高HRCl~3个单位,耐用性可提高7~11倍。
以上各类零件的选材,只能作为机械零件选材时进行类比的参照。其中不少是长期经验积累的结果。经验固然很重要,但若只凭经验是不能得到最好的效果的。在具体选材时,还要参考有关的机械设计手册、工程材料手册,结合实际情况进行初选,重要零件在初选后,需进行强度计算校核,确定零件尺寸后,还需审查所选材料淬透性是否符合要求,并确定热处理技术条件。目前比较好的方法是,根据零件的工作条件和失效方式,对零件可选用的材料进行定量分析,然后参考有关经验作出选材的最后决定。米博体育
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