汽車花鍵軸感應(yīng)加熱淬火與回火

不少花鍵軸類零件采用感應(yīng)加熱表面淬火，取代傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)熱處理，可以減少能源消耗。但是，現(xiàn)在大多數(shù)花鍵軸感應(yīng)加熱后仍然采用在爐子中進(jìn)行低溫回火的工藝。實(shí)際上,花鍵軸感應(yīng)加熱中有熱量傳入其心部,利用這一部分熱量對表面淬火層進(jìn)行自身回火,取消爐子低溫回火是完全可能的。軸承高頻淬火設(shè)備整體加熱表面淬火后，工件表面殘留壓應(yīng)力可達(dá)到600MPa，增強(qiáng)了斷裂的能力，使工件壽命提高7～8倍。

淬火噴水冷卻過程停止后，零件表面經(jīng)過一定時(shí)間才達(dá)到溫度。我們一般所指的自身回火溫度就是指這個(gè)溫度。自身回火過程不是在恒定的溫度，而是在某一溫度范圍內(nèi)，可持續(xù)幾分鐘。多數(shù)花鍵軸要求硬度范圍在HRC48至58之間，傳統(tǒng)常采用爐中回火的工藝。

花鍵軸感應(yīng)加熱淬火層的殘余應(yīng)力分布與一般軸類零件不同。由于在花鍵部位 有拉伸殘余應(yīng)力存在，特別是花鍵接近根部處達(dá)到值，往往造成花鍵開裂。 為了減少花鍵部有害的拉伸殘余應(yīng)力，提高自身回火溫度是有好處的。考慮到花鍵部要求耐磨，應(yīng)該保持相當(dāng)高的硬度，當(dāng)回火溫度在250至300攝氏度之間時(shí)，由于馬氏體析出高度彌散的碳化物，馬氏體比容減少。因此，我們選定花鍵軸自身回火溫度為250至270攝氏度，花鍵部位的殘余應(yīng)力接近于零，可 以有效地防止花鍵開裂。花鍵軸淬火設(shè)備，可提高花鍵軸的抗彎曲強(qiáng)度和抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度等性能。花鍵軸由爐中回火改為回火，質(zhì)量穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)過花鍵開裂的質(zhì)量問題，且減少了設(shè)備負(fù)荷，節(jié)省了電能。

依據(jù)汽車行業(yè)工件的特點(diǎn)，感應(yīng)研制了針對汽車軸類、齒輪齒圈類、等速萬向節(jié)鐘型殼類、輪轂軸承類、等速萬向節(jié)三柱槽殼類零件的感應(yīng)淬火及回火。點(diǎn)擊了解更多汽車行業(yè)零件熱處理的解決方案。

汽車輪轂軸分段感應(yīng)淬火與整體感應(yīng)淬火的工藝的區(qū)別

分段感應(yīng)淬火和整體感應(yīng)淬火在汽車輪轂軸上應(yīng)用的進(jìn)行對比。

1.分段感應(yīng)淬火工藝

目前生產(chǎn)廠家大部分都設(shè)計(jì)采用復(fù)雜臺階的輪轂軸管結(jié)構(gòu)，由于輪轂軸管特殊結(jié)構(gòu)，目前感應(yīng)淬火強(qiáng)化多采用分段多次進(jìn)行。淬火強(qiáng)化區(qū)域包括兩段外圓柱面及三個(gè)過度圓角，淬火區(qū)域比較復(fù)雜。分段感應(yīng)淬火技術(shù)有以下缺點(diǎn)：

（1）輪轂軸管有兩段不連續(xù)的淬火區(qū)，分兩道工序淬火，所需感應(yīng)器品種多；

（2）淬火變形超差造成廢品率較高，且分段淬火生產(chǎn)節(jié)拍慢、成本高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大；

（3）分段感應(yīng)淬火形成的中間淬火軟帶降低了輪轂軸管的強(qiáng)度，由于淬火硬化區(qū)和軟帶硬度相差大，進(jìn)入磨削工序軟帶部位粗糙度偏低，影響磨削質(zhì)量；

（4）分段感應(yīng)淬火技術(shù)中圓角靠圓角的熱傳導(dǎo)帶起來，臺階尖角部位存在明顯的過熱問題；

（5）分段感應(yīng)淬火使零件儲熱少，自回火開裂風(fēng)險(xiǎn)增大。對于以上分段感應(yīng)淬火技術(shù)所帶來的缺點(diǎn)，其中淬火變形問題可以采取加大磨削余量的辦法解決，但會增加部分磨削加工的成本；在受摩擦的場合，表面層還不斷地被磨損，因此對一些零件表面層提出高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性和高疲勞極限等要求，只有表面強(qiáng)化才能滿足上述要求。其他缺點(diǎn)在使用分段淬火技術(shù)時(shí)是無法解決辦法的，如需這些問題，需進(jìn)一步優(yōu)化感應(yīng)熱處理工藝。

需要根據(jù)感應(yīng)淬火設(shè)計(jì)要求針對工藝參數(shù)進(jìn)行選擇：

（1）電流頻率由感應(yīng)電流透入深度計(jì)算。針對內(nèi)齒圈數(shù)毫米的工藝層深要求，采用中頻感應(yīng)電源進(jìn)行加熱。

（2）感應(yīng)器與零件間隙由工藝試驗(yàn)確定。

（3）加熱功率及掃描速度由工藝試驗(yàn)確定。掃描速度影響生產(chǎn)效率，加熱功率影響零件開裂風(fēng)險(xiǎn)。要綜合考慮各因素后選擇參數(shù)。

（4）加熱-淬火間隔影響零件開裂風(fēng)險(xiǎn)。通過調(diào)節(jié)相關(guān)機(jī)構(gòu)及掃描速度來控制。