采用高頻淬火機(jī)對(duì)連桿進(jìn)行熱處理的過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題？

連桿是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)主要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，它將活塞和曲軸連接起來(lái)，把作用于活塞頂部的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可逆地轉(zhuǎn)化為曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出功率。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強(qiáng)度和性能，又要求具有足夠的剛性和韌性。因此，采用高頻淬火機(jī)對(duì)連桿進(jìn)行熱處理，進(jìn)而保證其硬度和剛性，對(duì)連桿的整個(gè)加工過(guò)程非常重要。那么，今天咱們就來(lái)了解一下在連桿的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中我們應(yīng)注意的問(wèn)題。柴油機(jī)高強(qiáng)度螺栓采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理的具體工藝大功率船用MAN32/40柴油機(jī)的貫穿螺栓、橫向拉緊螺栓、缸蓋螺栓等均為高強(qiáng)度螺栓，制作材料均為30Cr2MoV，其主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：0。

1、40Cr、45鋼連桿鍛造時(shí)，應(yīng)確保加熱溫度控制在1100~1200℃范圍內(nèi)，終鍛溫度在900~1000℃之間，鍛造后油冷，以防止鐵素體的析出。

2、淬火時(shí)應(yīng)合理計(jì)算和控制淬火油溫及在油中的冷卻時(shí)間，連桿淬火后應(yīng)及時(shí)回火，一般油溫控制在40～60℃。

3、根據(jù)連桿的熱處理技術(shù)要求，我們要拋棄傳統(tǒng)的熱處理方法進(jìn)行合理的加熱淬火。因此，對(duì)連桿進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱處理是一種經(jīng)濟(jì)有效的毛坯熱處理方法，事實(shí)證明， 經(jīng)過(guò)高頻淬火機(jī)加熱處理后的連桿各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合技術(shù)要求，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮了良好的效果，得到了連桿制造廠家的普遍贊譽(yù)。連桿要求具有足夠的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度，強(qiáng)度不足容易導(dǎo)致連桿的斷裂，剛度差則容易在應(yīng)用過(guò)程中變形，會(huì)造成活塞與汽缸之間的漏氣等，影響其工作效率。因此，采用高頻淬火機(jī)對(duì)連桿進(jìn)行熱處理，并注意其中的工藝實(shí)施要點(diǎn)和問(wèn)題，將有助于我們生產(chǎn)出高質(zhì)量、高規(guī)格的連桿。2、淬火冷卻介質(zhì)不凈（有雜質(zhì)）或使用溫度過(guò)高，為此，我們應(yīng)保持淬火冷卻介質(zhì)的清潔，合理降溫。

柴油機(jī)高強(qiáng)度螺栓采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理的具體工藝

大功率船用MAN32/40柴油機(jī)的貫穿螺栓、橫向拉緊螺栓、缸蓋螺栓等均為高強(qiáng)度螺栓，制作材料均為30Cr2MoV，其主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：0.26%-0.34%C，0.17%-0.37%Si，0.40%-0.70%Mn，≤0.035%P，≤0.003%S，2.3%-2.7%Cr，0.15%-0.25%Mo，0.10%-0.20%V，≤0.20%Cu。要求熱處理后的硬度為340-370HBW。為滿(mǎn)足工作需要，采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理，效果良好。由于以上幾種螺栓的螺紋為M48×3，且要求滾壓一次成形，因其基體強(qiáng)度高，相應(yīng)的硬度也高，因此在機(jī)械加工滾壓螺紋時(shí)，必須施加較大的壓力，導(dǎo)致滾絲輪磨損嚴(yán)重，生產(chǎn)成本增加。

原生產(chǎn)工藝為860℃油淬 560℃油冷，經(jīng)此工藝處理后的硬度是370HBW，強(qiáng)度1270MPa，處于要求的上限。由于以上幾種螺栓的螺紋為M48×3，且要求滾壓一次成形，因其基體強(qiáng)度高，相應(yīng)的硬度也高，因此在機(jī)械加工滾壓螺紋時(shí)，必須施加較大的壓力，導(dǎo)致滾絲輪磨損嚴(yán)重，生產(chǎn)成本增加。為此，通過(guò)調(diào)整回火溫度，以降低基體硬度，保證抗拉強(qiáng)度在下限的工藝試驗(yàn)，以滿(mǎn)足后續(xù)加工的要求。淬火鋼采用超音頻淬火設(shè)備進(jìn)行回火熱處理，產(chǎn)生硬度偏低缺陷怎么辦。

淬火設(shè)備為中頻淬火機(jī)，淬火溫度為860℃，油淬；回火溫度分別為585℃、590℃和595℃，油冷。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，經(jīng)860℃淬火 595℃回火后，其硬度為345HBW，處于性能要求的下限，同時(shí)，其強(qiáng)度也能滿(mǎn)足要求。

經(jīng)860℃淬火＋590℃回火后的金相組織為回火索氏體組織，由于回火索氏體組織具有良好的綜合力學(xué)性能，在這種狀態(tài)下，工件有較高的強(qiáng)度和韌性，完全可以滿(mǎn)足工件的性能要求。

感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的質(zhì)量檢測(cè)

1.外觀檢測(cè)

工件表面不的有淬火裂紋，崩角，銹蝕，燒熔，為加熱表面影響使用性能的缺陷。一般件目測(cè)檢驗(yàn)，重要件應(yīng)無(wú)損探傷檢驗(yàn)。成批生產(chǎn)時(shí)，按規(guī)定要求進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.表面硬度檢驗(yàn)

1）一般用落實(shí)硬度計(jì)進(jìn)行抽檢，近年來(lái)筆試硬度計(jì)和內(nèi)孔硬度計(jì)均由許多新產(chǎn)品，使用形狀不規(guī)則或一些大工件均能方便的進(jìn)行檢測(cè)。工件批量生產(chǎn)時(shí)，按照50%-10%抽檢硬度：?jiǎn)渭?，小批量生產(chǎn)時(shí)按檢驗(yàn)硬度。

2）淬火硬度區(qū)域的范圍根據(jù)硬度確定，也可對(duì)工件用強(qiáng)酸浸蝕淬火表面來(lái)使硬化區(qū)顯示白色，再用卡尺或鋼板尺測(cè)量。

3）形狀復(fù)雜或者無(wú)法使用硬度計(jì)檢測(cè)的工件，可用硬度筆進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.硬度層深度檢測(cè)

感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的硬化層深度，目前絕大多數(shù)是通過(guò)切割樣件規(guī)定的檢驗(yàn)部位來(lái)測(cè)量。使用砂輪切割機(jī)或線(xiàn)割機(jī)切割樣件。

1）硬化區(qū)尺寸的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

a.金相法 對(duì)于中碳鋼，從工件表面馬氏體測(cè)至50%＋50%托氏體為止。

b.硬度法 根據(jù)GB5617-1985《鋼的感應(yīng)淬火或火焰淬火后有效硬化層深度的測(cè)定》，以極限硬度為基準(zhǔn)的硬化層深度的測(cè)量方法，簡(jiǎn)稱(chēng)硬度法。

2）齒輪硬化區(qū)及局部硬化層深度與零件形狀的關(guān)系

a.模數(shù)m≤4mm的非滲碳齒輪，允許全齒硬化，齒底要求有≥0.5mm的齒輪采用同時(shí)加熱一次淬火時(shí)，在齒根部分允許時(shí)有1/3的齒高不硬化，在此單齒連續(xù)淬火時(shí)，齒根部分允許有≤1/4齒高不硬化。

b.模數(shù)m=4.5-6mm的齒輪采用同事加熱一次淬火時(shí)，其齒縱剖面的中心硬化層深度允許為端面硬化層深度的2/3以上。

齒輪淬火變形的分析和對(duì)策

7T火車(chē)后橋錐齒輪是汽車(chē)傳遞動(dòng)力和改變速度的重要零件，工件材料為22CrMOH鋼。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，齒輪熱處理后部分工件出現(xiàn)貫穿性裂紋，另外一些齒輪發(fā)現(xiàn)起邊超差缺陷，造成不少齒輪失效報(bào)廢。

錐齒輪要求滲碳層深度為1.7-2.1mm,碳化物為1-5級(jí)，馬氏體和殘留奧氏體為1-5級(jí)，表面硬度為60-64HRC，芯部硬度為35-40HRC。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)齒輪花鍵根部應(yīng)力集中部位是裂紋源處，裂紋沿軸向擴(kuò)展貫穿軸頸本體，部分主動(dòng)齒輪裂紋嚴(yán)重貫穿齒根與齒頂處，開(kāi)裂特征明顯。金相組織檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，主動(dòng)齒輪帶狀組織中鐵素體帶處是裂紋源頭，裂紋擴(kuò)展并與帶狀組織平行。部分裂紋呈鋸齒狀形貌，同事出現(xiàn)嚴(yán)重的次生裂紋，部分裂紋呈碎裂狀形貌。榔頭采用高頻感應(yīng)淬火機(jī)進(jìn)行淬火熱處理在我們生產(chǎn)與生活中使用的一些工具，要求具有一定的耐磨硬度，又要求有一定的韌性，不易折斷，所以這些工具在加工成形后需進(jìn)行淬火與回火處理。

分析認(rèn)為，從動(dòng)齒輪畸變超差失效是因工件組織均勻性差，帶狀組織嚴(yán)重引起的，工件在熱處理中各個(gè)部位膨脹系數(shù)以及相變比體積變化差異大，引起較大的組織應(yīng)力，造成工件畸變過(guò)大超差而失效。主動(dòng)齒輪出現(xiàn)軸向裂紋系因帶狀組織嚴(yán)重超差造成的。由于帶狀組織嚴(yán)重，相鄰部位顯微組織不同，差異很大，在外力作用下，性能薄弱處和強(qiáng)弱帶間適應(yīng)力集中處，該處力學(xué)性能低而各向異性明顯，并且處于高應(yīng)力作用，其橫向強(qiáng)度比縱向斷裂強(qiáng)度明顯低下，在熱處理中產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力作用下，主動(dòng)齒輪在應(yīng)力集中薄弱區(qū)域萌生裂紋并擴(kuò)展快裂。感應(yīng)淬火：同樣采用中頻淬火爐進(jìn)行，加熱溫度為880-900℃，噴水冷卻，在φ36mm，φ12。

根據(jù)以上分析，提出工藝改進(jìn)措施如下：

（1）生產(chǎn)中從首工序嚴(yán)吧材料檢驗(yàn)質(zhì)量關(guān)口，要求帶狀組織≤3級(jí)，其他各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，性能指標(biāo)合格，不允許不合格材料混入生產(chǎn)流程。

（2）齒輪鍛件毛坯件應(yīng)進(jìn)行金相檢驗(yàn)，帶狀組織≤3級(jí)的合格坯件可進(jìn)入加工程序，防止不合格鍛件進(jìn)入再加工工序。

（3）建議鋼廠個(gè)鍛造廠采用新技術(shù)工藝，提高鋼材和鍛件毛坯組織性能質(zhì)量，為減少和消除齒輪組織缺陷和畸變裂紋缺陷失效奠定基礎(chǔ)。