汽车半轴淬火裂纹-超音频感应加热机轻松解决

    半轴是汽车传递动力和扭矩的重要零件，多用40Cr钢制造。半轴工作中主要承受扭转弯曲复合力矩作用，还承受一定冲击载荷作用。要求工件强度高并且韧性好，疲劳强度优良，花键部位要求耐磨性高、抗压陷性能好。对中小型汽车半轴，要求组织为回火索氏体，硬度为341-415HBW。热处理采用水淬空冷再水淬处理，但生产中发现工件不少出现淬裂失效或淬不硬缺陷，产品不合格，工件寿命低。经分析其缺陷产生的原因，发现采用超音频感应加热机进行感应淬火热处理，效果良好，满足了生产需要。

    半轴盘部壁薄，并有16个直径12.5mm孔均布，淬火时入水过早或操作不当，易因冷却过快淬透出现淬火裂纹。宏观检验发现，主裂纹部位在两孔之间放射形分布。金相观察发现，主裂纹两侧有许多小裂纹。裂纹沿原奥氏体晶界发展，裂纹两侧组织为回火索氏体和回火托氏体。分析认为，工件入水过早使完全淬火时产生的应力超过材料的抗拉强度导致工件开裂。此时，盘上16孔边缘处先生成马氏体，而后冷却部位过渡区冷却慢，后发生马氏体转变，马氏体转变产生的膨胀力使先转变已硬化的盘部边缘受到很大拉应力作用，在应力集中作用下，工件产生辐射状裂纹。

    针对半轴淬火工艺不当和工件中存在大量网（块）状铁素体缺陷造成工件强韧性低，易于出现淬火裂纹和早期疲劳断裂失效问题，进行了工艺改进试验。工件采用超音频感应加热机进行整体淬火时，先淬油冷却，出油后自行回火，处理后半轴质量明显提高，消除了淬火裂纹，工件寿命提高。

    半轴生产中传统热处理工艺采用中碳合金钢调质处理，但使用寿命不高。随着科技进步和工业生产的发展，人们提出了感应淬火工艺。其优点是工件质量稳定，使用寿命长，成本低，工艺简便。经感应淬火后工件表面硬度为58-62HRC，心部硬度为24HRC，硬化层深度为3.8-4.Omm；硬化层金相组织是中碳马氏体，过渡区组织为马氏体+托氏体，心部组织为细片状珠光体+少量铁素体。

    经分析，半轴采用超音频感应加热机进行感应淬火后硬化层有很高的残留压应力存在，这是工件在扭转弯曲应力和冲击载荷作用下，具有疲劳强度高、使用寿命长的主要原因，更好的是淬火后半轴的质量大大提高，满足了要求，适合大批量大规模生产。