按中国汽车工业协会和中国齿轮专业协会的统计资料,2005年中国汽车生产总量已达570万辆,汽车齿轮钢材的消耗量约80万t左右,近几年来中国汽车产量平均每年以10%左右的速度增长,分析2005年汽车行业产品构成,可以发现汽车行业增长最快的主要是重型载货车和轿车,随着轿车进入家庭步伐的加快,我国的汽车工业已进入高速发展阶段,所以车辆齿轮越来越成为齿轮钢材最重要的消费用户。长期以来,我国汽车齿轮钢沿用原苏联的20crmnti材质,这种材质由于符合我国的资源具有成本低、工艺性能好、价格低的优点且可以满足国内大多数齿轮材质的要求,所以这种材质仍占据着中国汽车齿轮钢材的50%左右。改革开放以后,中国从美国、德国、法国、日本、意大利、韩国等国家引进了许多车型,相应的也引进了国外的齿轮钢种。随着引进车型的不断增多,这些钢种在国内市场上占有的份额越来越大。经过“七五”至“十五”国家重点的攻关项目,汽车行业和冶金行业共同攻关后筛选出一些常用的引进钢种列入了gb/t5216—2004标准。
2 汽车用齿轮钢的种类与发展方向
按照合金系列分类,齿轮钢可分为cr—mn—ti系、cr系、mn—cr系、cr—mo系、cr—mn—b系以及cr—ni—mo系,分别阐述如下:
cr—mn—n系:主要以20crmntih为主,同时根据不同车型、不同齿轮厂的加工工艺,20crmntm又可以分为h1,h2、h3等不同淬透性带宽的子钢号系列。并且在原有的20crmnti的基础上,一汽与有关冶金厂开发了16crmntih、18rmntih钢,用于小红旗轿车齿轮生产。
cr系齿轮钢:钢种为scr420h,与中国gb/t5216—85标准中20crh相比较,mn、cr含量均有提高,淬透性略高,用于夏利轿车、。eq153 8t载重卡车变速箱齿轮。
cr—mn系齿轮钢:钢种为16mncr5、20mncr5、25mncr5、28mncr5、27mncr5,主要用于奥迪、捷达、桑塔那及富康轿车齿轮,依维柯中巴车及部分引进的重型卡车齿轮。
cr一mo系齿轮钢:钢种为scm415h、scm420h、scm822h1(h2)、16cd4,20cd4,27cd4,30cd4等牌号,主要用于标致轿车、五十铃中巴、153中型卡车齿轮生产。
cr—mn—b系齿轮钢,品种主要是德国的zf6(16ci—16crmnbh), zf7(b)(18crmnbh、20crmnbh)。zf钢是经过b处理的cr—mn系齿轮钢。主要用于斯太尔重型卡车齿轮。b在这类钢中的作用主要是形成球状bn,降低钢中固溶n量,提高钢的韧性,而传统的渗碳硼钢中b主要起提高淬透性的作用。
cr—ni—mo系齿轮钢:钢种主要为sae8620h、sae8627h、sae4320h美国钢号及zfla(或17crnimo6)德国钢号,用于切诺基轿车、斯太尔卡车齿轮。
鉴于各国资源和生产工艺条件的差异,每个国家和地区应用的齿轮钢合金系列不尽相同,例如:德国采用mn—cr系列和cr—mn—b系列l(16mncr5,20mncr5,25mncr5,28mncr5,zf6,zf7,zf7 b):日本应用cr系和cr—mo系(scr420h, scm415h, scm420h,scm822h):美国采用cr—ni—mo系(sae8617h,sae8620h):法国采用