摘要：研究了轿车座椅调角器齿轮材料的国产化热处理工艺及其性能对比，对比了国产20MnB5钢材与进口S22CB钢材的成分和组织结构的差异，探讨了20MnB5钢材热处理工艺调整后的实验结果。经过试验结果发现，在同等条件下20MnB5钢材淬透性更好，S22CB钢材比20MnB5渗碳速率更快，淬硬性比较好，但淬透性不佳，即在同一热处理条件下两种材料齿轮其硬度、渗碳层深度、心部组织等级不同，验证了跟其材料的成分和组织结构的相关性。为了使两种材料达到同等水平状态，针对两种材料的特点，对热处理工艺做出相应的调整。主要有20MnB5钢材的齿轮延长了渗碳时间，降低了渗碳淬火温度，使渗碳层和心部硬度能达到S22CB钢材齿轮的水平，弥补20MnB5钢材渗碳速率不足，调节了心部硬度。用硬度梯度测量的方法检验了热处理工艺调整后加工的两种材料齿轮，其结果硬度数据相近，再通过强度测试，其强度数据最大静载荷扭矩的平均值相近，均处于同等水平。结果表明，轿车座椅调角器20MnB5钢材齿轮具备替代S22CB钢材齿轮的条件。

　　关键词：调角器；20MnB5;S22CB;热处理；金相组织

　　0引言

　　轿车座椅调角器齿轮作为座椅系统的重要组成部分，其质量和性能直接关系到驾乘人员的安全和乘坐体验[1-2]。调角器负责调节座椅靠背的角度和支撑，因此其内部齿轮是一个关键零件，齿轮的材质与其热处理工艺对于本身的使用寿命和可靠性起着关键作用[3-4]。轿车座椅占据了车内的大部分空间，为了保证有舒适性和高灵活度调节的功能，通常以减少座椅的零部件体积来实现，使得车内的空间更宽敞，空间表现更佳，以提高轿车的市场竞争力。然而调角器体积的减小、质量减轻和功能多样性无疑给零部件的性能带来了更多的挑战，需要不断去开发材料的性能极限，这与轿车轻量化发展趋势不谋而合[5-11]。目前某型号轿车座椅调角器齿轮采用进口S22CB钢材作为原料进行量产，通过板材形状进口后再精冲加工，成形后进行渗碳淬火处理，以确保齿轮具有高表面硬度和强度，达到使用要求。然而，随着市场环境的变化，汽车市场竞争压力逐渐增大，降低生产成本迫在眉睫，使用国产钢材20MnB5作为替代材料成为一种可行的方案，可使生产的成本降低，提升产品市场竞争力[12-13]。20MnB5作为一种高性能的合金钢，因其良好的强度和韧性，在汽车制造领域得到了广泛应用，能够达到调角器的承载力和耐久性所要求的性能。

　　本文探讨了S22CB与20MnB5两种材料板材经冲压成型后的调角器齿轮，在相同热处理工艺条件下硬度、渗碳层深度和心部组织的变化情况，为了两种材料硬度、渗碳层深度、心部组织和强度的一致性，调整了20MnB5钢材齿轮的热处理工艺，需要保证两种材料齿轮的硬度、渗碳层深度、心部组织和强度处于同等水平。

       1材料与方法

　　1.1基本信息

　　轿车座椅调角器齿轮作为一种需体积小，要求强度高的零部件，其设计与制造过程尤为关键，如图1所示，齿轮结构紧凑，主要由多个轮齿、轴孔以及安装孔构成[14-15]。这种设计不仅保证了齿轮在工作中的稳定性、

　　耐用性和顺畅性，还减少了占用空间，易于隐藏，提供舒适的座椅调节体验。在材料的选择上除了会采用高强度合金钢外，还需合适的热处理工艺来提升性能，以确保在承受频繁调整及长期使用下的耐用性和稳定性，保证车辆在受到冲击后调角器不会失效[16-21]。

　　1.2材料成分

　　S22CB钢材与20MnB5钢材经过检测分析，其主要组成成分如表1所示。