20CrMnTiH和20CrNiMoH渗碳处理齿轮材料

提高汽车燃油效率是世界各大汽车制造厂家追求的主要目标，而通过减少汽车运动部件的摩擦损耗对降低燃油消耗、提高燃烧效率具有重要意义。据统计,汽车传动系统变速器、差速器和轴承等的摩擦损耗约占总燃烧功的10%，而发动机中关键运动部件的摩擦消耗约占8%~10%。因此,开展汽车传动系运动部件表面改性、表面加工、润滑等摩擦学研究，对降低汽车摩擦功和减少磨损失效至关重要。

汽车传动系齿轮主要起传递动力、改变运动速度和方向等功用。在齿轮传动的相互啮合过程中,齿面承受摩擦和接触等各种复杂应力。由于承载、润滑、接触面材料和加工等差异,导致齿轮服役过程中相互接触表面会出现极其复杂的物理和化学等变化,因此其摩擦因数、磨耗和磨损都会随之变化。同时,齿面摩擦力还会影响到齿根弯曲应力,因而其摩擦学特性对齿轮断齿、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等失效形式都有很大影响2。对于大模数和重载商用车后桥齿轮,由于其滑动速度高、接触应力大及润滑条件苛刻,更易发生点蚀导致的摩擦磨损失效3。

商用车传动齿轮常用的2种齿轮材料20CrNiMoH*和20CrMnTiH的滑动摩擦磨损性能及机理进行试验研究。2OCrNiMoH*钢是在2OCrNi-MoH钢基础上增加部分合金元素含量以满足大模数后桥齿轮的要求而特殊设计 的钢种。

将直 径 为 100～120 m m 的试验 圆钢 改锻 成 5m m 的棒材，加工成图 1 所示 的环状和块状磨损试样 。磨损 试验原 理如 图 2 所示 。

摩擦磨损试验在美国CETR 公司UMT型多功能磨损试验机上进行。试验为环块运动方式（见图2),其它试验参数和规范见表3。为确保试验结果的可靠性,同一规范下试验重复3次以上。

磨损试验前、后用酒精对样品进行超声波清洗,环试样采用电子分析天平称重，块试样在实体显微镜下测量磨痕宽度,计算出磨痕体积。采用PHILIPS公司XL30WTMP扫描电子显微镜观察试样磨损表面和磨屑形貌。