[发明专利]薄壁管汽车传动轴及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种薄壁管汽车传动轴及其制造方法。

背景技术：

减重节能是目前汽车发展的主题之一，对于载重汽车来说，降低一定的重量，就可以多载重相应重量的货物，同时可以减少制造单车所需的原材料消耗。

汽车传动轴的主要损坏形式传动轴机件的损坏、磨损、变形以及失去动平衡，而机件的损坏主要表现为十字轴和突缘叉的断裂，出现轴管屈服和变形的损坏形式较为少见，这就为通过提高轴管用材料强度来实现薄和减重提供了可能。

在Derwent World Patents Index德文特世界专利索引中查到一篇专利；专利号：WO2004040153；专利题名：“HIGH STRENGTHPROPELLER SHAFT WITH EXCELLENT DURABILITY，ANDMETHOD OF MANUFACTURING THE PROPELLER SHAFT”；专利发明人：MIYASAKA AKIHIRO(JP)；TOMINAGA TOMONORI(JP)；HIROSHIGE ITSUROU(JP)；专利内容：本专利介绍了高强度传动轴的钢管强度≥700Mpa，其表面焊有平衡片，平衡片背面经塑性变形处理，如超声波喷丸处理等，可以提高扭转疲劳性能。

在日本专利数据库中查到一篇专利，专利发明人：YAMAMOTOMITSUSACHI；FUKUI KIYOYUKI；专利号：JP7317844；文章题名：“HIGH STRENGTH DRIVE SHAFT FOR POWER TRANSMISSIONAND MANUFACTURE THEREOF”；专利内容：本专利介绍了传动轴管由抗拉强度为大于70kg/mm²的钢板成型而成，而且阐述了配重尺寸与疲劳性能的关系。目前国内通常采用的传动轴管材料的屈服强度为360-470N/mm²，抗拉强度为470-580N/mm²。根据不同的扭矩输出要求，选择不同的外径和壁厚，典型的规格有：63.5×2.5、89×5、90×3、100×4、108×7、120×6、140×6等。

据资料介绍，日本汽车传动轴用焊接钢管抗拉强度一般为500N/mm²。住友金属公司开发了抗拉强度为700N/mm²的汽车传动轴用焊接钢管，最近又成功开发了抗拉强度为800N/mm²的新产品，其含碳量均在0.20％左右，锰含量在0.70-1.40％之间。德国和瑞典的汽车传动轴管采用类似我国的20和20Mn2材料，其抗拉强度为600-750N/mm²，屈服强度在500-650N/mm²。在国家鼓励减重节能的环境下，充分挖掘汽车零部件的减重和轻量化潜力，是汽车行业材料技术人员面临的长期课题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种薄壁管汽车传动轴的制造方法，其采用材料的力学性能为：Rp0.2≥600MPa，Rm≥700MPa，A5≥13％；在工艺方面，通过坡口控制、焊丝选择、管叉焊接工艺参数控制以及焊缝及热影响区硬度分布控制等，实现薄壁管汽车传动轴总成的制造，可实现减重4.4％～9.3％。

本发明的技术方案是这样实现的：薄壁管汽车传动轴及其制造方法，其特征在于：薄壁传动轴轴管一端套在花键套上，另一端连接有焊接叉，传动轴轴管壁厚为3.5-4.0mm。

所述的薄壁管汽车传动轴的制造方法如下：1)、焊接时焊丝选用两种，焊丝的化学成分按重量百分比如下：C 0.06-0.16，Mn1.0-2.0，Si 0.55-1.10，S 0-0.030，P 0-0.030，Al 0-0.10，Cu 0-0.50，Cr 0.0-0.20，Ni0-0.30，Ti0.05-0.30，余量为Fe。

焊丝的力学性能范围为：抗拉强度Rm 500-700MPa，屈服强度Rp0.2420-550MPa，延伸率A522-35％，-29℃冲击功Akv 30-120J；

焊丝直径Ф1.6mm，焊接时熔入焊接叉基体的熔合深度以1～2mm；焊缝硬度与叉基体硬度一致，波动控制在40HV之内；