风机斜齿轮轴渗碳裂纹缺陷，高频感应加热炉轻松应对

    斜齿轮轴是风机（8M、9M）的重要零件，采用合金结构钢20CrMnTi钢制造。热处理采用渗碳淬火表面强化处理。生产中发现，斜齿轮轴渗碳后出现纵向开裂，造成成批产品报废，经济损失较大。经分析缺陷产生的原因，发现采用高频感应加热炉进行热处理，效果良好。

    检验发现，斜齿轮轴开裂部位均在φ106mm和φ101mm轴径处，齿部无裂纹断裂缺陷。分析认为，齿轮轴渗碳后空冷中热应力不大，并且热应力在表面呈压应力状态，故热应力不会引起工件表面出现裂纹。如果渗碳件次表层发生马氏体转变，造成表面受拉应力的应力状态，当表层拉应力超过工件断裂强度时，零件产生裂纹和开裂。

    检验和分析证实了上述观点。金相检验发现，斜齿轮轴表层组织为托氏体+碳化物，次表层为马氏体组织，内层为索氏体组织。工件形成上述组织和各层碳含量及冷却条件密切相关。渗碳后，齿轮轴表面呈过共析成分，次表层为共析成分或准共析成分，次表层向里则为亚共析成分。在此状态下按原工艺空冷，因珠光体转变孕育期不同，工件表面形成托氏体组织，次表层产生马氏体组织，这样工件表面形成拉应力而导致工件表面产生裂纹和开裂。

    根据以上分析，提出改进工艺。采用高频感应加热炉进行热处理，加热温度为910℃，工件空冷至200-300℃左右时（马氏体相变点以上），增加工件回火处理，温度为550℃。此时工件中的奥氏体转变为索氏体，避免产生马氏体，从而消除工件表面拉应力和开裂现象。

    很多厂家采用高频感应加热炉进行热处理，生产出来的斜齿轮轴性能良好，未发现开裂现象，生产质量稳定，生产运行良好。