Dugo vremena, najčešće korištena vrsta čelika za zupčanike kamiona u mojoj zemlji je 20CrMnTi. Ovo je automobilski zupčanik srednje veličine 18XTr čelik (tj. 20CrMnTi čelik) uveden iz bivšeg Sovjetskog Saveza 1950-ih. Čelik ima sitna zrna, tendenciju rasta malih zrna tijekom pougljičavanja, dobra svojstva pougljičavanja i kaljenja, te se može izravno kaliti nakon pougljičavanja. Literatura ističe da je prije 1980. pougljenični legirani strukturni čelik u mojoj zemlji (uključujući čelik 20CrbinTi) jamčio samo kemijski sastav čelika i mehanička svojstva izmjerena uzorcima kada je čelik napustio tvornicu, ali kemijski sastav i mehanička svojstva često pojavio u proizvodnji automobila. Za kvalificirani čelik, kvaliteta proizvoda je oštećena zbog velikog raspona fluktuacije prokaljivosti. Na primjer, ako je prokaljivost 20CrMnTi pougljičenog čelika preniska, tvrdoća jezgre zupčanika nakon pougljičenja i kaljenja bit će niža od vrijednosti navedene u tehničkim uvjetima, a vijek trajanja zupčanika od zamora smanjit će se za pola tijekom test umora; ako je prokaljivost previsoka Ako je previsoka, skupljanje unutarnjeg otvora nakon naugljičavanja i kaljenja zupčanika je preveliko, što će utjecati na sklop zupčanika.
Budući da prokaljivost čelika ima izuzetno značajan utjecaj na tvrdoću i deformaciju jezgre zuba zupčanika, 1985. godine Ministarstvo metalurgije proglasilo je tehničke uvjete moje zemlje za konstrukcijski čelik zajamčene prokaljivosti (GB5216-85), koji je uključen u ovakvom tehničkom stanju. Dobiveni su podaci o kemijskom sastavu i prokaljivosti 10 vrsta karburiziranih čelika uključujući čelike 20CxMnTiH i 20MnVBH. Norma propisuje da je indeks prokaljivosti čelika 20CrMnTi koji se koristi za izradu zupčanika 30-42HRC na udaljenosti od 9 kava od vodom hlađenog kraja. Nakon toga u osnovi su riješeni problemi premale tvrdoće i prevelike deformacije u središtu zuba zupčanika izrađenih upotrebom 20CrMnTi čelika. Međutim, očito je nerazumno koristiti istu vrstu čelika 20CrMnTi bez obzira na veličinu modula zupčanika i debljinu čeličnog presjeka. Zbog poboljšanja tehnologije taljenja čelika u mojoj zemlji i poboljšanja opskrbe legiranim konstrukcijskim čelikom, bilo je moguće dodatno suziti raspon kaljivosti čelika za zupčanike i razviti ga prema zahtjevima različitih proizvoda (kao što su zupčanici za prijenos i zupčanici stražnje osovine itd.). Nove vrste čelika za ispunjavanje njegovih zahtjeva.
Kroz pregovore s tvornicama čelika, 1997., Changchun FAW je sukcesivno potpisao ugovor s proizvođačima tvornica čelika za isporuku čelika za kaljivost 20CrMnTi u serijama. Grupe prokaljivosti čelika 20CrMnTiH koji se koristi za prvu osovinu, međuosovinski zupčanik malog mjenjača i glavne i gonjene konusne zupčanike stražnje osovine s većim dimenzijama poprečnog presjeka su I, odnosno II, a odgovarajuća prokaljivost je J9: 30-36HRC i J9=36-42HRC.
Oko 1960, zbog ograničene ponude čelika nikla i kroma u Kini, proizvodnja čelika nikla i kroma u mojoj zemlji bila je pogođena. U to je vrijeme automobilska industrija moje zemlje bila tehnologija uvezena iz bivšeg Sovjetskog Saveza, a Sovjetski Savez je koristio veliki broj čelika koji sadrže nikal i krom. Stoga je u to vrijeme automobilska industrija moje zemlje snažno razvijala razvoj i istraživanje čelika s borom i koristila čelik 20MnVB i 20Mn2TiB da zamijeni 20CrMnTi karburizirani čelik za proizvodnju zupčanika. To je zato što dodavanje količine bora u tragovima (0,0001 posto -0.0035 posto ) strukturnom čeliku može značajno poboljšati prokaljivost čelika, tako da dodavanje količine bora u tragovima čeliku može zamijeniti određenu količinu dragocjeni legirajući elementi kao što su mangan, nikal, krom, molibden itd. Zbog toga je bor čelik naširoko korišten. Changchun FAW koristio je čelike 20MnTiB i 20Mn2TiB u proizvodnji automobilskih zupčanika marke "Jiefang".
Marka "Dongfeng" 5 koju proizvodi Dongfeng Motor Corporation izrađena je od čelika 20CrMnTi i 20MnVB za prijenos i zupčanik stražnje osovine kamiona. Isto tako, s čeličanom je potpisan ugovor o sužavanju raspona prokaljivosti čelika i isporuci u serijama. Čelici koji se koriste za glavne i gonjene konusne zupčanike mjenjača i stražnje osovine su 20CrMnTiH(3), 20MnVBH(2) i 20MnVBH(3), respektivno, a odgovarajuća prokaljivost je J9=32-39HRC i J{ {10}}HRC, J9=34 ~42HRC.
Tvornica zupčanika Qijiang iz moje zemlje predstavila je tehnologiju proizvodnje zupčanika prijenosa teških vozila njemačke tvrtke i uspješno probno proizvela čelične zupčanike serije Cr-Mn-B koji sadrže bor u skladu sa standardima njemačke tvrtke. Prokaljivost materijala zupčanika je J10=31-39HRC
čeoni zupčanik
Naravno, 20CrMnTi čelik, 20MnTiB čelik, 20MVB čelik i drugi čelici koji sadrže bor također imaju nedostatke. Općenito se vjeruje da su 20CrMnTi i drugi pougljičeni čelici u biti fino zrnati čelici, a zrna neće biti gruba nakon pougljičenja i mogu se izravno kaliti. No zapravo, zbog utjecaja kvalitete taljenja čelika, u normalnim uvjetima često dolazi do zgrubljivanja zrna. Ispitivanje stvarne veličine zrna nekoliko serija materijala pokazalo je da je značajan dio stvarne veličine zrna bio samo 2-3 stupnjeva (pod uvjetom očuvanja topline od 930 stupnjeva tijekom 3 sata). U literaturi se vjeruje da zbog visokog sadržaja Ti, 20CrMnTi ima mnogo TiN inkluzija u čeliku, posebno veliki TiN inkluzije su izvor zamora zupčanika, a njegovo postojanje će smanjiti učinak kontaktnog zamora zupčanika. Uključci imaju kubičnu strukturu i skloni su cijepanju i pucanju kada su izloženi sili, što rezultira ranim kvarom zupčanika. Drugi problem je što je prokaljivost ovog čelika ograničena, te ne može zadovoljiti zahtjeve zupčanika velikog promjera i velikog modula. Dubina učinkovitog očvrslog sloja naugljičavanja i tvrdoća jezgre ne mogu zadovoljiti zahtjeve zupčanika za teške uvjete rada. Osim toga, čelik 20CrMnTi sklon je unutarnjoj oksidaciji i nemartenzitnoj strukturi tijekom toplinske obrade, što smanjuje vijek trajanja zupčanika od zamora. Ali u našoj zemlji čelik za pougljičenje zupčanika ne postoji tako zreo i pouzdan čelik kao 20CrMnTi čelik u procesu pougljičavanja. Stoga je to još uvijek najčešće korišteni čelik za pougljičenje u Kini. Borni čelici kao što su 20MnVB, 20MnTiB i 20Mn2TiB također imaju neke nedostatke. Na primjer, zbog slabe deoksidacije i denitrifikacije tijekom taljenja, bor ne može igrati ulogu u povećanju prokaljivosti. Stoga je izvedba bor čelika nestabilna. Deformacija zupčanika se povećava i utječe na kvalitetu proizvoda. U isto vrijeme, budući da su miješana zrna i zrna lako gruba, deformaciju nije lako kontrolirati, a žilavost je loša, a korijen zupčanika od bor čelika sklon je stvaranju strukture trosteita i crne mreže i crnog pojasa zupčanika za karbonitriranje. Stoga su mnoge tvornice prestale koristiti ovaj čelik. Međutim, ne smije se zaključiti da bor čelik nije prikladan za pougljičavanje čelika zupčanika. Karburizirani čelik koji sadrži bor također se koristi u inozemstvu. Na primjer, poznata tvornica IV zupčanika u Njemačkoj koristi rezervirani čelik ZF7 koji je formulirala njezina vlastita tvornica, a to je niskougljični krom-manganski čelik koji sadrži bor. Glavne kemijske komponente (maseni udio, postotak) čelika su 0.15-0.20C, 0.15-0.40S, 1.0-1.3Cr, 1.{{33} }.3Mn, 0.001-0.003B. Neki zupčanici mjenjača američkih automobila i glavni i pogonski zupčanici stražnje osovine također koriste karburizirani čelik koji sadrži bor, kao što su 50B15, 43BVl4 i 94B17. Stoga, sve dok se tehnologija taljenja u čeličanama održava, gore navedeni problemi bor čelika mogu se riješiti.
Obrada čeličnih gredica za kovanje zupčanika 20CrMnTiH, 20MnVBH i 20MnTiBH u kontinuiranoj izotermnoj normalizirajućoj peći može osigurati jednoliku raspodjelu ljuspičastog perlita i ferita. Na ovaj način, izobličenje zupčanika uslijed toplinske obrade može se uvelike smanjiti, preciznost zupčanika može se poboljšati, a radni vijek zupčanika može se produžiti.
Izotermna normalizacijska tvrdoća prirobka za kovanje zupčanika je 156-207HB
