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行业领域

电子信息技术,智能交通技术

需求背景

高端重载商用车变速器承载扭矩大，工况环境复杂且恶劣，要求齿轮具有优异的耐磨性和超高的疲劳强度。近年来随着国六排放升级和环保要求加严，对重载变速器齿轮性能提出更高需求。此外，在高端重载商用车变速器领域，国际品牌占据了大部分的国内市场，严重影响到国内企业的发展。因此，亟需提升我国齿轮品质，而良好的强韧性配合以及高精度是突破的关键点。齿轮钢作为齿轮制造的基础材料，因此需要探索新的方法来提高齿轮钢强韧性，同时减小热处理变形来提升精度。

需解决的主要技术难题

项目探究Nb-B复合微合金化的齿轮钢在原材料、锻造及渗碳热处理阶段的组织结构演变规律，同时重点关注渗碳淬火后变形以及对性能的影响，具体研究内容包括：

1.建立齿轮钢的化学成分与淬透性的神经网络模型，计算Nb-B元素添加量的合适范围。

2.采用正交试验法，添加不同的Nb-B元素含量，研究Nb-B复合微合金化对齿轮钢原材料的显微组织、淬透性、晶粒度和力学性能影响。

3.锻造处理Nb-B复合微合金化对齿轮钢材料的显微组织及力学性能的影响。

4.开发不同渗碳热处理工艺，研究Nb-B复合微合金化对齿轮钢材料心部硬度、渗碳层深及热处理变形影响。

5.渗碳热处理后Nb-B复合微合金化对齿轮钢材料疲劳强度性能的影响。

期望实现的主要技术目标

项目探究Nb-B复合微合金化的齿轮钢在原材料、锻造及渗碳热处理阶段的组织结构演变规律，同时重点关注渗碳淬火后变形以及对性能的影响，具体研究内容包括：

1.建立齿轮钢的化学成分与淬透性的神经网络模型，计算Nb-B元素添加量的合适范围。探索出齿轮钢中Nb-B元素的最佳添加量，晶粒度细化1～***级以上，强度提高30%。

2.采用正交试验法，添加不同的Nb-B元素含量，研究Nb-B复合微合金化对齿轮钢原材料的显微组织、淬透性、晶粒度和力学性能影响。开发出适合Nb-B复合微合金化齿轮钢的渗碳热处理工艺，提高心部硬度3～5HRC，热处理变形减小30%。

3.锻造处理Nb-B复合微合金化对齿轮钢材料的显微组织及力学性能的影响。

4.开发不同渗碳热处理工艺，研究Nb-B复合微合金化对齿轮钢材料心部硬度、渗碳层深及热处理变形影响。

5.渗碳热处理后Nb-B复合微合金化对齿轮钢材料疲劳强度性能的影响。

需求解析

解析单位：陕西省西咸新区 解析时间：2023-09-23

李卫斌

西安电子科技大学

教授

综合评价

国内重型商用车变速器的发展与国内重型商用车行业的发展息息相关。近年来，在国内经济持续稳定发展、国三柴油重卡淘汰、治理超载超限加严等宏观经济及行业外部环境因素的共同作用下，重卡销量实现快速增长。2021 年度，全年重卡销量达 140 万辆，较 2013 年增长 81.17%。重卡行业的整体增长也推动了重型商用车变速器行业快速发展。 目前，国内的重型商用车用户对于变速器价格的敏感性较高，手动变速器凭借制造成本低、结构简单易于维修、传动效率高等优势，仍广泛应用于国内重型商用车，根据沙利文数据，目前手动变速器仍占有国内重型商用车变速器约 90%的市场份额；随着自动变速器行业的技术进步以及制造成本的降低，未来 AMT 变速器凭借更好的燃油经济性以及更好的驾驶体验等优势也将在我国重型商用车市场中逐步推广开来。

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