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深入了解汽车半半轴的表面淬火工艺

    从半轴的工艺流程可以看出,表面淬火前的预备热处理为正火、退火或调质,得到了合理的基体硬度和强度,为表面淬火做好了组织上的准备。
    对轻型载重车和小轿车的法兰盘式半轴(直径在50mm以下)的淬硬层深度按要求确定这里以40Cr为例简述半轴的表面淬火技术要求:淬火前调质硬度为321~375HBS,淬火后的硬度达到45~58HRC'同火后的硬度均要求在45~50HRC,硬化层深在2. 5~5mm之间。 
    硬化层的深度要求如下;法兰盘根部圆角要淬硬,圆角硬化区的最小直径要比半轴杆部直径大25%;花键处为键直径的10%;杆部为直径的15%。硬化区可允许有少量的铁素体,在半马氏体处的铁素体量应≤20%。
    故其表面淬火的工艺参数如下:
    高频功率为150~300kW,频率为2500~3000Hz,半轴采用中频感应加热表面淬火,冷却水流速不小于10m/s,淬火后的工件表面压应力可达700 --800MPa. 250℃回火后,降到400~
500MPa。因此保证半轴表面存在一定的残余压应力,将有助于使半轴有较高的疲劳强度[13],回火温度控制在180~250℃,时间为90~120min。表面淬火后的回火一般在淬火后马上进行感应加热回火,随后在井式炉或箱式炉中进一步回火;也可感应淬火后立即在炉中回火。事实证明前一种回火方式有利于防止回火前裂纹的产生。
    感应加热采用多匝圆柱形感应圈,以保证半轴加热温度的均匀,推荐的尺寸为Φ60mm×(15~25)mm,花键和杆部的淬火移动速度分别为0. 36m/min和0.30m/min。
    4.常见半轴调质和表面淬火的缺陷
    (1)调质缺陷及原因
    ①花键裂纹。淬火温度高或冷却水温低。
    ②法兰盘裂纹。在油中时间短。
    ③杆部淬火裂纹。材料中碳和合金元素含量偏高。
    ④淬火后硬度低或硬化层浅。加热温度低或时间短、在空气中停留过长、冷却水温高;
    ⑤回火硬度低。回火温度高或时间长。
    (2)表面淬火的缺陷和原因
    ①花键裂纹。冷却介质冷速快、硬化层深、淬透性高。
    ②软点。加热不均或水冷却不匀。
    ③硬化层组织不均匀。感应加热温度低或冷却速度低.
    ④淬火软带。退刀形成花键与轴相连5~8mm处不完整花键过渡区局部淬火温度低。
    ⑤变形大。淬火应力大.顶针的压力和半轴自重与旋转的离心力的作用。
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资料来源:东莞市弘超模具科技有限公司结构钢事业部
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