高频炉对主动锥齿轮进行热处理，产生缺陷的原因及其改进措施

8t和10t载重汽车后桥主动锥齿轮是汽车传递动力和速度的重要零件，工件料为SAE8822H钢，采用20CrMnTi钢代用。它在工作中要承受较大的摩擦力，因此，主动锥齿轮一般要求具有高的硬度、耐磨性和使用寿命。通常，我们采用高频炉来对主动轴齿轮进行淬火，但是生产中发现，热处理后齿轮硬度低，硬化层浅，黑色组织、碳化物和残留奥氏体超标，其中黑色组织严重超标，严重影响产品质量和正常生产，造成部分产品失效报废。 

主动锥齿轮要求表面碳质量分数为0.8%-1.0%，硬化层深1.5-2.0mm， 工件表面硬度为57-65HRC，心部硬度为30-40HRC，螺纹硬度为28-43HRC，卡槽端硬度≤48HRC，金相组织应符合汽车技术标准要求。 

我们通过对报废产品进行分析，发现齿轮心部硬度低，表面硬化层深度浅不合格，部分产品碳化物和残留奥氏体超标不合格，表面出现黑色组织严重，达不到技术指标要求。 分析认为，工件心部硬度低和将使齿轮在高疲劳应力下（接触疲劳和弯曲疲劳应力）过早磨损剥落失效；黑色组织是淬火托氏体或贝氏体，黑色组织出现使齿轮硬度不足，耐磨性差且存在张应力，导致齿轮弯曲疲劳强度和接触疲劳强度下降，因而常造成工件早期出现疲劳裂纹，使齿根折断或点蚀磨损失效。

综上分析，提出工艺改进措施如下： 

(1)提高淬火冷却能力，以提高齿轮表面硬度和硬化层深度，采用两台螺旋桨搅拌器装置强力搅拌循环淬火油，同时改换淬火油，采用快速淬火油代替L-AN22全损耗系统用油，使冷却性能进一步提高。 

(2)材料淬透性。最优措施是选择满足技术性能的高淬透性含Mo元素材，采用20CrMnTi钢材通过工艺改进也可达到技术要求。 主动锥齿轮作为汽车上重要的传递动力和速度的零件，其质量关系着整个车辆的运行。

今天，我们简单分析了主动锥齿轮在生产中产生缺陷的原因，又简单介绍了一些改进的工艺措施。希望您能吸取这些教训，采用合适的热处理工艺，生产出高质量的主动锥齿轮。