采用高頻淬火機對連桿進行熱處理的過程中應注意哪些問題？

連桿是汽車發(fā)動機主要的傳動機構之一，它將活塞和曲軸連接起來，把作用于活塞頂部的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復直線運動可逆地轉化為曲軸的回轉運動，以輸出功率。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和性能，又要求具有足夠的剛性和韌性。因此，采用高頻淬火機對連桿進行熱處理，進而保證其硬度和剛性，對連桿的整個加工過程非常重要。那么，今天咱們就來了解一下在連桿的實際生產(chǎn)過程中我們應注意的問題。柴油機高強度螺栓采用中頻淬火機進行熱處理的具體工藝大功率船用MAN32/40柴油機的貫穿螺栓、橫向拉緊螺栓、缸蓋螺栓等均為高強度螺栓，制作材料均為30Cr2MoV，其主要化學成分（質量分數(shù)）為：0。

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

2、淬火時應合理計算和控制淬火油溫及在油中的冷卻時間，連桿淬火后應及時回火，一般油溫控制在40～60℃。

3、根據(jù)連桿的熱處理技術要求，我們要拋棄傳統(tǒng)的熱處理方法進行合理的加熱淬火。因此，對連桿進行高頻感應加熱處理是一種經(jīng)濟有效的毛坯熱處理方法，事實證明， 經(jīng)過高頻淬火機加熱處理后的連桿各項技術指標均符合技術要求，在實際運行中發(fā)揮了良好的效果，得到了連桿制造廠家的普遍贊譽。連桿要求具有足夠的強度和結構剛度，強度不足容易導致連桿的斷裂，剛度差則容易在應用過程中變形，會造成活塞與汽缸之間的漏氣等，影響其工作效率。因此，采用高頻淬火機對連桿進行熱處理，并注意其中的工藝實施要點和問題，將有助于我們生產(chǎn)出高質量、高規(guī)格的連桿。2、淬火冷卻介質不凈（有雜質）或使用溫度過高，為此，我們應保持淬火冷卻介質的清潔，合理降溫。

柴油機高強度螺栓采用中頻淬火機進行熱處理的具體工藝

大功率船用MAN32/40柴油機的貫穿螺栓、橫向拉緊螺栓、缸蓋螺栓等均為高強度螺栓，制作材料均為30Cr2MoV，其主要化學成分（質量分數(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。為滿足工作需要，采用中頻淬火機進行熱處理，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，因其基體強度高，相應的硬度也高，因此在機械加工滾壓螺紋時，必須施加較大的壓力，導致滾絲輪磨損嚴重，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，因其基體強度高，相應的硬度也高，因此在機械加工滾壓螺紋時，必須施加較大的壓力，導致滾絲輪磨損嚴重，生產(chǎn)成本增加。為此，通過調整回火溫度，以降低基體硬度，保證抗拉強度在下限的工藝試驗，以滿足后續(xù)加工的要求。淬火鋼采用超音頻淬火設備進行回火熱處理，產(chǎn)生硬度偏低缺陷怎么辦。

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

通過實驗可以看出，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，其強度也能滿足要求。

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性能，在這種狀態(tài)下，工件有較高的強度和韌性，完全可以滿足工件的性能要求。

感應加熱表面淬火齒輪的質量檢測

1.外觀檢測

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。一般件目測檢驗，重要件應無損探傷檢驗。成批生產(chǎn)時，按規(guī)定要求進行檢驗。

2.表面硬度檢驗

1）一般用落實硬度計進行抽檢，近年來筆試硬度計和內孔硬度計均由許多新產(chǎn)品，使用形狀不規(guī)則或一些大工件均能方便的進行檢測。工件批量生產(chǎn)時，按照50%-10%抽檢硬度：單件，小批量生產(chǎn)時按檢驗硬度。

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

3）形狀復雜或者無法使用硬度計檢測的工件，可用硬度筆進行檢驗。

3.硬度層深度檢測

感應加熱表面淬火齒輪的硬化層深度，目前絕大多數(shù)是通過切割樣件規(guī)定的檢驗部位來測量。使用砂輪切割機或線割機切割樣件。

1）硬化區(qū)尺寸的測量標準

a.金相法 對于中碳鋼，從工件表面馬氏體測至50%＋50%托氏體為止。

b.硬度法 根據(jù)GB5617-1985《鋼的感應淬火或火焰淬火后有效硬化層深度的測定》，以極限硬度為基準的硬化層深度的測量方法，簡稱硬度法。

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的齒輪采用同時加熱一次淬火時，在齒根部分允許時有1/3的齒高不硬化，在此單齒連續(xù)淬火時，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，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策

7T火車后橋錐齒輪是汽車傳遞動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廢。

錐齒輪要求滲碳層深度為1.7-2.1mm,碳化物為1-5級，馬氏體和殘留奧氏體為1-5級，表面硬度為60-64HRC，芯部硬度為35-40HRC。檢驗發(fā)現(xiàn)齒輪花鍵根部應力集中部位是裂紋源處，裂紋沿軸向擴展貫穿軸頸本體，部分主動齒輪裂紋嚴重貫穿齒根與齒頂處，開裂特征明顯。金相組織檢驗發(fā)現(xiàn)，主動齒輪帶狀組織中鐵素體帶處是裂紋源頭，裂紋擴展并與帶狀組織平行。部分裂紋呈鋸齒狀形貌，同事出現(xiàn)嚴重的次生裂紋，部分裂紋呈碎裂狀形貌。榔頭采用高頻感應淬火機進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行淬火與回火處理。

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

根據(jù)以上分析，提出工藝改進措施如下：

（1）生產(chǎn)中從首工序嚴吧材料檢驗質量關口，要求帶狀組織≤3級，其他各項技術參數(shù)，性能指標合格，不允許不合格材料混入生產(chǎn)流程。

（2）齒輪鍛件毛坯件應進行金相檢驗，帶狀組織≤3級的合格坯件可進入加工程序，防止不合格鍛件進入再加工工序。

（3）建議鋼廠個鍛造廠采用新技術工藝，提高鋼材和鍛件毛坯組織性能質量，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。