鏈輪花鍵軸是ML-722煤礦運(yùn)輸機(jī)的重要零件，其工作環(huán)境相當(dāng)?shù)膼毫?，因此?duì)鏈輪花鍵軸的要求也格外嚴(yán)格。它一般要求具有高的硬度、耐磨性和使用壽命。我們以前采用En24鋼調(diào)質(zhì)處理。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鏈輪花鍵軸壽命低，大多數(shù)花鍵軸僅服役2-3個(gè)月便失效報(bào)廢，一般僅采煤15萬(wàn)t，經(jīng)濟(jì)損失很大。

花鍵軸齒數(shù)為19，壓力角30°，節(jié)圓直徑為120、65mm。失效花鍵軸從齒頂向軸心20mm處硬度值為248-302HBW（24.5-32.5HRC），硬度差別大，造成工件強(qiáng)度差別大，而工件硬度、強(qiáng)度不足是工件失效的主要原因。主要失效形式有兩種，一種是嚴(yán)重磨損減薄失效，一種是齒形受擠壓變形扭成螺旋狀失效。根據(jù)以上分析，要防止工件出現(xiàn)塑性變形和過(guò)度磨損，必須提高花鍵軸抗彎強(qiáng)度和表面強(qiáng)度，也就是說(shuō)，將工件調(diào)質(zhì)后硬度從225-270HBW 提高到349HBW。為實(shí)現(xiàn)上述要求，可選擇合適的材料和進(jìn)行熱處理工藝改進(jìn)。經(jīng)分析，選擇材料應(yīng)符合以下條件：

(1)淬透性好。在矩齒項(xiàng)15mm部位，要求硬度為38HRC以上。

(2)切削加工性能良好，利于工件加工。

(3)焊接性能良好。

(4)在合適的熱處理工藝下，變形微小。

(5)無(wú)明顯回火脆性。

經(jīng)全面比較，選擇42CrMo鋼，可實(shí)現(xiàn)直徑120mm工件，淬火后距齒頂15mm，獲得硬度為349HBW的高硬度，并且焊接性、切削加工性能優(yōu)良。制定改進(jìn)工藝流程如下：鍛造-退火-粗車-調(diào)質(zhì)-精車-鉆孔-攻螺紋-滾齒-熱處理-組焊-磨削-成品。主要工藝及改進(jìn)措施如下：

(1) 鍛造；始鍛溫度為1130-1180℃ ，終鍛溫度為850-900℃，緩冷。

(2) 退火。花鍵軸的退火可以采用中頻加熱機(jī)進(jìn)行，溫度為850℃，保溫l50-180min，隨爐冷600℃以下出爐空冷，硬度為208-225HBW。

(3)調(diào)質(zhì)。粗車后增加調(diào)質(zhì)工藝處理，可減少最后熱處理變形，改善偏析缺陷，并可提高工件的強(qiáng)韌性。工藝為：采用中頻加熱機(jī)進(jìn)行890-900℃加熱，保溫25min、 45min， 高溫回火（680℃士℃10）x 210min，空冷，硬度為216-235HBW。

該工藝改進(jìn)中，將花鍵軸加工原采用先調(diào)質(zhì)后滾齒加工改進(jìn)為先滾齒后調(diào)質(zhì)處理，使工件變形減少。

經(jīng)上述工藝改進(jìn)后，42CrMo鋼花鍵軸各項(xiàng)性能滿足技術(shù)要求要求指標(biāo)，工件質(zhì)量?jī)?yōu)良。經(jīng)生產(chǎn)應(yīng)用表明，工藝改進(jìn)后，花鍵軸的工作壽命比原產(chǎn)品提高5倍，并超過(guò)國(guó)外同類產(chǎn)品。工藝改進(jìn)后，花鍵軸運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)7個(gè)月后其外觀形貌良好。