汽車半軸淬火裂紋-超音頻感應加熱機輕松解決

    半軸是汽車傳遞動力和扭矩的重要零件，多用40Cr鋼制造。半軸工作中主要承受扭轉彎曲復合力矩作用，還承受一定沖擊載荷作用。要求工件強度高并且韌性好，疲勞強度優良，花鍵部位要求耐磨性高、抗壓陷性能好。對中小型汽車半軸，要求組織為回火索氏體，硬度為341-415HBW。熱處理采用水淬空冷再水淬處理，但生產中發現工件不少出現淬裂失效或淬不硬缺陷，產品不合格，工件壽命低。經分析其缺陷產生的原因，發現采用超音頻感應加熱機進行感應淬火熱處理，效果良好，滿足了生產需要。

    半軸盤部壁薄，并有16個直徑12.5mm孔均布，淬火時入水過早或操作不當，易因冷卻過快淬透出現淬火裂紋。宏觀檢驗發現，主裂紋部位在兩孔之間放射形分布。金相觀察發現，主裂紋兩側有許多小裂紋。裂紋沿原奧氏體晶界發展，裂紋兩側組織為回火索氏體和回火托氏體。分析認為，工件入水過早使完全淬火時產生的應力超過材料的抗拉強度導致工件開裂。此時，盤上16孔邊緣處先生成馬氏體，而后冷卻部位過渡區冷卻慢，后發生馬氏體轉變，馬氏體轉變產生的膨脹力使先轉變已硬化的盤部邊緣受到很大拉應力作用，在應力集中作用下，工件產生輻射狀裂紋。

    針對半軸淬火工藝不當和工件中存在大量網（塊）狀鐵素體缺陷造成工件強韌性低，易于出現淬火裂紋和早期疲勞斷裂失效問題，進行了工藝改進試驗。工件采用超音頻感應加熱機進行整體淬火時，先淬油冷卻，出油后自行回火，處理后半軸質量明顯提高，消除了淬火裂紋，工件壽命提高。

    半軸生產中傳統熱處理工藝采用中碳合金鋼調質處理，但使用壽命不高。隨著科技進步和工業生產的發展，人們提出了感應淬火工藝。其優點是工件質量穩定，使用壽命長，成本低，工藝簡便。經感應淬火后工件表面硬度為58-62HRC，心部硬度為24HRC，硬化層深度為3.8-4.Omm；硬化層金相組織是中碳馬氏體，過渡區組織為馬氏體+托氏體，心部組織為細片狀珠光體+少量鐵素體。

    經分析，半軸采用超音頻感應加熱機進行感應淬火后硬化層有很高的殘留壓應力存在，這是工件在扭轉彎曲應力和沖擊載荷作用下，具有疲勞強度高、使用壽命長的主要原因，更好的是淬火后半軸的質量大大提高，滿足了要求，適合大批量大規模生產。