轉(zhuǎn)向節(jié)在工作過程中要承受巨大的摩擦力，因此，要求具有高的硬度、高的耐磨性和高的使用壽命。我們通常采用中頻感應(yīng)加熱機(jī)來對工件進(jìn)行淬火熱處理。但是，受多方面因素的影響，轉(zhuǎn)向節(jié)會產(chǎn)生淬火裂紋缺陷。轉(zhuǎn)向節(jié)失效破壞不僅汽車運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障，還易發(fā)生嚴(yán)重安全事故。因此，其質(zhì)量就顯得愈發(fā)重要。今天，鄭州高氏的技術(shù)人員就給大家分析一下其淬火裂紋缺陷及其工藝如何改進(jìn)。
 

轉(zhuǎn)向節(jié)工件材料通常為為40Cr鋼或40MnB鋼。技術(shù)要求淬火后表面硬度為52 -63HRC，未硬化區(qū)硬度為241-285HBW，軸頸、圓角與端面硬化聚度為3-6mm，調(diào)質(zhì)后組織為回火索氏體1-4級，淬火后組織為針狀或細(xì)針狀馬氏體，表面質(zhì)量優(yōu)良。我們通常采用中頻感應(yīng)加熱機(jī)來進(jìn)行淬火熱處理，但是在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，工件中頻感應(yīng)加熱淬火后發(fā)現(xiàn)一些工件在圓角區(qū)域出現(xiàn)周向裂紋，深度約1.2mm，約占裂紋數(shù)的98.3%，另有少數(shù)裂紋在不通孔口出現(xiàn)，為徑向裂紋，裂紋件造成廢品約占1.28%。
 

轉(zhuǎn)向節(jié)調(diào)質(zhì)處理工藝為860℃x50min，在0.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）聚乙烯醇水溶液中冷卻，隨后600℃x3h回火。其中頻感應(yīng)加熱機(jī)功率為100kW，頻率為8000Hz。從轉(zhuǎn)向節(jié)裂紋發(fā)生位置和深度可以看出，工件表面產(chǎn)生裂紋是由于中頻感應(yīng)加熱淬火后，工件中組織應(yīng)力和熱應(yīng)力疊加使拉應(yīng)力集中，拉應(yīng)力超過材料抗拉強(qiáng)度造成的。
 

(1)中頻感應(yīng)加熱淬火中產(chǎn)生的拉應(yīng)力是組織應(yīng)力和熱應(yīng)力綜合作用的結(jié)果，其峰值在靠近硬化層內(nèi)外側(cè)或過渡層區(qū)域。拉應(yīng)力大小與加熱時(shí)溫度梯度密切相關(guān)，溫度梯度越大，過渡層愈窄，拉應(yīng)力峰值越高。另一個(gè)影響因素是工件截面積變化，截面積變化處淬火時(shí)形成應(yīng)力集中，易于產(chǎn)生裂紋使工件斷裂。第三個(gè)影響因素是硬化層深度，硬化層深度增加，最大拉應(yīng)力峰值移向工件中心部位，峰值減小，反之亦然，硬化層深度是淬火裂紋的重要原因。第四個(gè)影響因素是硬化過渡區(qū)，該處往往是拉應(yīng)力峰值處，過渡區(qū)常出現(xiàn)淬火缺陷和裂紋，而且也是疲勞裂紋多發(fā)區(qū)域。

(2)不通孔處過熱，不通孔內(nèi)側(cè)一半在硬化區(qū)內(nèi)，由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不通孔處溫度往往偏高或過熱，使工件淬火應(yīng)力大，并使過熱區(qū)強(qiáng)度下降，易形成淬火裂紋開裂。

(3)圓角處加熱不足，造成轉(zhuǎn)向節(jié)圓角部位硬化層過淺；拉應(yīng)力峰值在圓角處附近，易于造成中頻感應(yīng)加熱淬火后，在圓角處產(chǎn)生裂紋開裂。

我們經(jīng)過不斷的分析，提出工藝改進(jìn)措施如下：

(1)改進(jìn)感應(yīng)器設(shè)計(jì)，使有效圈內(nèi)圓錐面小底直徑為66mm，感應(yīng)器與工件的間隙為4-4.5mm，以保證淬火溫度合適，又不使不通孔處過熱，淬火化層深為3-6mm。

(2)不通孔倒角加大，淬火加熱后先空冷1.O-1.2s，使不通孔溫度下降，減少淬火應(yīng)力。

(3)優(yōu)化預(yù)備熱處理質(zhì)量，調(diào)質(zhì)后應(yīng)獲得均勻的回火索氏體，有利于減小淬火應(yīng)力，減少淬火開裂傾向。

(4)中頻感應(yīng)淬火后隨即進(jìn)行感應(yīng)自回火，工件停止噴水冷卻后因工件余熱回升至220-250℃ ，使硬化層組織自回火，其溫度稍高但時(shí)間短，處理后工件表面硬度耐磨性好，組織穩(wěn)定并使拉應(yīng)力峰值下降，去除了工件開裂隱患。

(5)采用半圈感應(yīng)器，可實(shí)現(xiàn)工件硬化區(qū)同時(shí)整體感應(yīng)淬火，取代連續(xù)感應(yīng)淬火。優(yōu)點(diǎn)是，整體感應(yīng)加熱速度慢，加熱時(shí)間是后者的4倍，故工件梯度小，淬火后工件過渡層寬度增加，拉應(yīng)力峰值移向工件心部，且拉應(yīng)力峰值降低，對減少工件裂紋開裂十分有利。

工件在熱處理過程中總是會發(fā)生各種各樣的缺陷，因此，掌握預(yù)防缺陷的措施以及工件改進(jìn)措施是相當(dāng)重要的。鄭州高氏從事中頻感應(yīng)加熱機(jī)的生產(chǎn)銷售十五年，對工件的熱處理相當(dāng)?shù)牧私?，更多關(guān)于工件熱處理的信息歡迎您來電咨詢。電話：18737116921