CN1433900A - 一种提高重型汽车半轴的强韧性和硬化层深度的工艺方法 - Google Patents

一种提高重型汽车半轴的强韧性和硬化层深度的工艺方法 Download PDF

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Abstract

一种提高重型汽车半轴的强韧性和硬化层深度的工艺方法，属于热处理技术领域。步骤包括如下：下料；锻造；毛坯调质热处理，淬火温度850～890℃；加热时间140～160分钟；淬火介质柴油；回火温度560～620℃；加热时间180分钟；冷却；机加工；中频感应淬火，淬火温度870～900℃，淬火液8～13％今禹淬火液；电源输出功率65～70KW；频率1650～1700Hz；工件移动速度1.8～2.1mm/s；盘面静止加热时间8～15s；延时喷水时间2s；感应圈与半轴杆部表面间隙为5～8mm；感应圈下平面与法兰盘平面垂直方向上的间隙为4～5mm；校直；喷丸；磁力探伤。使用本发明能提高半轴的强韧性、硬化层深度及分布，保证半轴正常载重下传递扭矩力，超载时并具有保险丝作用。

Description

一种提高重型汽车半轴的强韧性和硬化层深度的工艺方法
(一)技术领域
本发明属于热处理技术领域，特别涉及一种提高重型汽车半轴的强韧性和硬化层深度的工艺方法。
(二)背景技术
随着重型汽车使用量的增加，对传递大扭矩力的半轴要求越来越高。半轴在汽车总成中是一种关键的零部件，它既要有传递大扭矩的作用，又要起到扭矩过载时的保护作用，以保证其他零部件不会在过载时失效；而半轴的机械性能主要由热处理质量决定，但目前，热处理工艺不能保证半轴的使用要求，经常在承受扭矩力不大时便在轴径圆角处发生断裂，严重影响整车质量。
(三)发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种使汽车半轴具有较高的强韧性和加工性，又能提高半轴的硬化层深度，保证硬化层的分布，使半轴既能在正常载重情况下传递扭矩力，又能在半轴过载时，使轴颈处先断裂起到保险丝作用的一种提高重型汽车半轴的强韧性和硬化层深度的工艺方法。
本发明是通过以下技术措施实现的。
工艺方法步骤包括如下：
(1)下料；
(2)在平锻机上锻造；
(3)毛坯调质热处理工艺参数为，淬火温度：850～890℃；加热时间：140～160分钟；淬火介质：柴油；回火温度：560～620℃；加热时间：180分钟；冷却介质：水；
(4)数控机床上进行机加工；
(5)中频感应淬火工艺参数为，淬火温度：870～900℃，淬火液：8～13％今禹淬火液；电源输出功率：65～70KW；频率：1650～1700HZ；工件移动速度：1.8～2.1mm/s；盘面静止加热时间：8～15s；延时喷水时间：2s；感应圈与半轴杆部表面间隙为5～8mm；感应圈下平面与法兰盘平面垂直方向上的间隙为4～5mm；
(6)油压机上校直；
(7)喷丸；
(8)磁力探伤。
本发明通过调整工艺参数，可使杆心部硬度在HRC26～30之间，当低于HRC26时，表面硬化层附着在较软的基体上，屈服扭矩力达不到使用要求，当半轴受扭矩稍大时，半轴容易发生扭曲变形而断裂，而当硬度大于HRC30，机加工困难；杆部淬硬度层深控制在轴径的14～16％，淬硬层深度低于14％轴径时，屈服扭矩力达不到使用要求，淬火硬层度深过深，易发生变形和增加成本。使用本发明使加工后的半轴硬化层深度提高、保证了硬化层的分布，其断裂部位，由在杆部断裂变为在轴颈圆角处断裂，既保证了半轴强度要求、传递正常载荷，又保证车辆过载时发生断裂、半轴起到保险丝作用。具有操作简便，性能稳定等优点。使用本发明经测试：在42CrMo材质直径φ58的半轴采用新工艺后，静扭试验时屈服扭矩由28000NM增加到≥38000NM，最大扭矩由37000NM增加到≥46000NM，盘面圆角处在与轴线呈45°方向上淬硬层深度≥4.6mm。
(四)附图说明附图1是半轴示意图；附图2是半轴淬硬层分布示意图；其中；1、半轴；2淬硬层，3、轴径圆角。
(五)具体实施方式
实施例1：步骤如下：首先下料，半轴1的材质为42CrMo；在平锻机上进行锻造；在热处理生产线上对毛胚进行调质处理，其工艺参数：淬火温度为880℃，加热时间为160分钟，淬火介质为柴油，回火温度为610℃，加热时间为180分钟，然后水冷却；使用数控机床进行机加工，半轴直径φ58mm；中频感应淬火，使用2500HZ，100KW淬火机床，其工艺参数：电源输出功率为68KW，频率1700HZ，工件移动速度为2.1mm/s，淬火温度为890℃，使用10％今禹淬火液冷却，再进行盘面静止加热，时间为12s，延时喷水时间为2s；半轴在感应圈内淬火时，感应圈与半轴杆部的表面间隙为6mm，感应圈下平面与法兰盘平面垂直方向上的间隙为5mm；再进行校直、喷丸和磁力探伤，整个工艺方法完成。加工后经过测试，杆心部硬度为HRC26；杆部硬化层2深度为8.6mm，盘面圆角处沿45°方向淬硬层2深度为5.2mm，静扭试验时屈服扭矩大于38200NM，最大扭矩为46800NM时，轴径圆角3处断裂，既保证了半轴的正常工作，又保证了整车的安全。
实施例2：方法步骤如同实施例1，所不同的是调质处理工艺参数为，淬火温度为850℃，加热时间为140分钟，淬火介质为柴油，回火温度为560℃，加热时间为180分钟，然后水冷却；中频感应淬火，使用2500HZ，100KW淬火机床，其工艺参数：电源输出功率为66KW，频率1680HZ，工件移动速度为1.9mm/s，淬火温度为890℃，使用12％今禹淬火液冷却，再进行盘面静止加热，时间为15s，延时喷水时间为2s；半轴在感应圈内淬火时，感应圈与半轴杆部的表面间隙为7mm，感应圈下平面与法兰盘平面垂直方向上的间隙为5mm。加工后经过测试，杆心部硬度为HRC28；杆部硬化层2深度为9.1mm，盘面圆角处沿45°方向淬硬层2深度为5.1mm，静扭试验时屈服扭矩大于39800NM，最大扭矩为47980NM时，轴径圆角3处断裂，既保证了半轴的正常工作，又保证了整车的安全。

Claims (1)

1、一种提高重型汽车半轴的强韧性和硬化层深度的工艺方法，其步骤包括如下：
(1)下料；
(2)在平锻机上锻造；
(3)毛坯调质热处理；
(4)数控机床上进行机加工；
(5)中频感应淬火；
(6)油压机上校直；
(7)喷丸；
(8)磁力探伤；其特征在于，毛坯调质热处理的工艺参数为：淬火温度：850～890℃；加热时间：140～160分钟；淬火介质：柴油；回火温度：560～620℃；加热时间：180分钟；冷却介质：水；中频感应淬火工艺参数为：淬火温度：870～900℃，淬火液：8～13％今禹淬火液；电源输出功率：65～70KW；频率：1650～1700HZ；工件移动速度：1.8～2.1mm/s；盘面静止加热时间：8～15s；延时喷水时间：2s；感应圈与半轴杆部表面间隙为5～8mm；感应圈下平面与法兰盘平面垂直方向上的间隙为4～5mm。
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