链接轴采用高频淬火机进行热处理产生的缺陷分析及其预防措施

链接轴是拖拉机离合器的重要零部件，在工作过程中要承受巨大的摩擦力，为了满足其工作性能的需求，我们通常用高频淬火机对连接轴进行淬火热处理。但是，在执行热处理工艺的过程中，受多方面因素的影响，会产生一些淬火缺陷。今天，小编就给大家讲一下其淬火缺陷。

链接轴是拖拉机离合器的重要零部件，材料为40CR钢。工件长度为420mm，最大外径是40mm，外花键的模数m=2mm，齿数=19，最大内径为直径27mm，工件加工工艺流程为：下料→粗加工→调质→精加工→高频感应加热淬火→热矫正→去应力→磨外缘→检验→检验→成品。热处理技术要求为，调质硬度25-30HRC，表面淬火硬度≥50HRC，淬硬层厚度为0.8-1.2mm，生产中发现，40cr钢链接轴用高频淬火机热处理后，经常出现塑性变形大和硬度不均匀缺陷，使离合器装配困难，严重造成工件失效，工件寿命低，平均使用寿命仅300h。

检验分析连接轴高频感应加热淬火后缺陷发现，主要缺陷为以下两方面：

1)变形超差。链接轴壁厚薄厚不均匀，而不为加热不均，使热应力大小和分布不均匀，工件各区域热胀冷缩不一致，淬火后出现s形变形，变形值达1.5-2.0mm.

2)硬度不均。工件高频感应淬火后两端硬度低，约为35-38HRC，低于要求指标很多；工件中间段硬度达到50HRC，符合要求。由于工件淬火后硬度明显偏低，造成工件使用中发生塑性变形，严重者外花键表面出现畸变，啮合面积明显减少，离合器无法正常离合工作，造成工作早期失效。

综合分析，认为工艺改进应从材料和热处理工艺两方面入手，提出工艺改进措施如下：

1)工件材料改用20CRMNTI钢，通过表层碳氮工渗和整体淬火强化，使工件硬度均匀。

2)链接轴进行稀土碳氮工渗处理，工渗后直接淬火。碳氮工渗有效硬化层厚度为0.6mm±0.1mm，表面硬度≥50HRC，为获得较佳冷却效果使工件变形微小，设计了专用淬火挂具，装挂后工件垂直安防，工件加热中可保证炉气通畅对流，同时可防止因高温加热工件自重引起的变形。渗碳后整体淬火，随后进行回火处理。

3)增加正火，喷丸工序。正火目的是稳定组织和消除原材料的组织缺陷及应力等，并为工渗热处理提供较好的预备组织。喷丸处理可使连接轴表面得到冷变形强化.提高工件使用寿命。改进后工件加工流程如下：下料→正火→粗加工→精加工→稀土碳氮工渗→淬火→矫正→回火→喷丸→磨外缘→检验→成品。

采用上述工艺改进后，连接轴表面硬度均匀，两端部位硬度由35-38HRC提高到50-52HRC，接触疲劳抗力较大提高，工件使用寿命提高到3000-5000h，是原工艺工件使用寿命的10-17倍；另一方面，改进工艺采用的专用挂具结构简便实用，效果良好，工件稀土碳氮工渗淬火后，其变形量＜0.5Mm金相组织合格，满足了技术要求和生产需要。