一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝的製作方法
2023-05-27 19:30:11 1
一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝，包括步驟如下：第一步，將未經調質處理的半軸坯件裝夾淬火工具機上，調整半軸坯件的外圓與中頻加熱感應器之間的間隙；第二步，調整並控制半軸坯件的自轉轉速和上升移動速度，自轉轉速控制在145～155轉/分鐘、上升移動速度控制在150-180mm/分鐘的範圍；第三步，調試噴水器的噴水孔與重型汽車半軸坯件外圓表面的噴水角度，噴水器的噴水孔中心線與半軸坯件中心線的夾角α控制在65度～80度的範圍；第四步，啟動中頻加熱設備和淬火工具機對重型汽車半軸坯件進行加熱。本發明能夠縮短生產周期，彌補取消調質處理的不足，達到半軸的設計要求；並能夠減少設備投入，降低了生產成本。
【專利說明】一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於機械零件的熱加工方法，尤其涉及一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝，適用於採用中碳合金結構鋼製造的重型汽車半軸的熱加工。
【背景技術】
[0002]半軸在汽車傳動總成中是一種關鍵零件，它既要有傳遞扭矩的功能，又要起到扭矩過載時的保護作用，以保證其他零部件不會在過載時失效；而半軸的機械性能主要由熱處理質量決定。為了滿足性能要求，重型和特種汽車半軸設計通常採用中碳合金結構鋼鍛件加工後進行中頻淬火處理，軸表面硬化層要求達到4-6mm，表面硬度為HRC50?56。目前半軸的加工工序一般採用:鍛造、車削加工、調質處理、精加工(滾軋花鍵)、中頻淬火、回火、校正、磨削加工。如CN1433900 A公開的「一種提高重型汽車半軸的強韌性和硬化層深度的工藝方法」，步驟包括如下:下料；鍛造；毛坯調質熱處理，淬火溫度850?890°C ;力口熱時間140?160分鐘；淬火介質柴油；回火溫度560?620°C ;加熱時間180分鐘；冷卻；機加工；中頻感應淬火，中頻感應淬火工藝參數為:淬火溫度:870?900°C，淬火液:8?13%今禹淬火液；電源輸出功率:65?70KW ;頻率:1650?1700HZ ;工件移動速度:1.8?
2.lmm/s ;盤面靜止加熱時間:8?15s ;延時噴水時間:2s ;感應圈與半軸杆部表面間隙為5?8mm ;感應圈下平面與法蘭盤平面垂直方向上的間隙為4?5mm ;校直；噴丸；磁力探傷。其中的毛坯調質熱處理作為半軸的預備熱處理，由於經過了調質處理，半軸材料基體組織為回火索氏體(片層狀很小的珠光體)，該組織在中頻加熱時較彌散的滲碳體其溶解性好，奧氏體轉變溫度也相對較低，奧氏體中的碳濃度較高且均勻性好，淬火後易獲得較高和均勻的硬度及硬化層分布。此種加工方案和方法雖被普遍採用，但存在以下不足:(I)加工工序長，需配備調質熱處理的淬火加熱爐、淬火介質、回火加熱爐等設備，投資大；(2)能耗高、加工成本高；(3)生產周期長。
[0003]傳統調質處理生產周期長、能耗大、生產成本高，同時工作環境惡劣，生產過程中產生對環境有汙染的「三廢」。而中頻加熱淬火過程是對產品局部連續加熱淬火，中頻加熱淬火具有加熱時間短、溫升快且溫度高的特點。因此，如何避免調質熱處理存在的不足，進一步發揮中頻加熱淬火的特點，改進重型汽車半軸熱加工工藝，就成為本領域技術人員面臨的新課題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝，其能夠縮短生產周期、提高生產效率，彌補取消調質處理的不足，達到半軸的設計要求；並能夠減少設備投入，降低了生產成本；此外，還能降低能耗，減少廢氣排放，有利於環境保護。
[0005]本發明所述的一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝，使用的中頻加熱設備的電源輸出功率40-45KW，頻率為3200-3400HZ，其上安裝有中頻加熱感應器，使用的淬火工具機能夠使被加熱工件旋轉和上下移動，其上安裝有噴水器，包括步驟如下: 第一步，將未經調質處理的重型汽車半軸坯件裝夾淬火工具機上，調整重型汽車半軸坯件的外圓與中頻加熱感應器之間的間隙，控制在5-6mm的範圍；
第二步，調試重型汽車半軸坯件的自轉轉速和上升移動速度，自轉轉速控制在145?155轉/分鐘的範圍，上升移動速度控制在150-180mm/分鐘的範圍；
第三步，調試噴水器的噴水孔與重型汽車半軸坯件外圓表面的噴水角度，噴水器的噴水孔中心線與重型汽車半軸坯件中心線的夾角α控制在65度?80度的範圍；同時調整噴水器與中頻加熱感應器之間的間隙，控制在5-6_的範圍；
第四步，啟動中頻加熱設備和淬火工具機對重型汽車半軸坯件進行加熱，加熱溫度為870?890°C，加熱時間為2.5-3.0mm/S,淬火介質為重量濃度4-6%的有機淬火溶液PAG ；調整好中頻加熱的各工藝參數和上述技術參數後對工件進行加熱，同時啟動淬火介質泵對被加熱的重型汽車半軸坯件進行淬火。
[0006]採用上述工藝，以實現對重型汽車半軸坯件的深加熱淬火，使重型汽車半軸坯件表面具有較深的硬化層和較高的表面硬度。處理後，重型汽車半軸坯件淬火硬化層深度為5-8mm、表面硬度為HRC52-58。
[0007]本發明的有益效果:由於省去了重型汽車半軸坯件的調質處理過程，減少了設備投入，降低了能耗，所以，縮短了生產周期、提高了生產效率，降低了生產成本；由於重型汽車半軸坯件在中頻加熱時能夠自轉，並對上升移動速度進行了適當的控制，增長加熱時間和增加加熱深度，從而彌補了取消調質處理的不足，達到了設計要求；此外，還減少了「三廢」排放量，有利於環境保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是重型汽車半軸坯件與中頻加熱感應器和噴水器的使用狀態示意圖；
圖2是噴水器的噴水孔與重型汽車半軸坯件外圓表面的噴水角度示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0010]參見圖1和圖2，所述的一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝，使用的中頻加熱設備的電源輸出功率40-45KW，頻率為3200-3400HZ，其上安裝有中頻加熱感應器，使用的淬火工具機能夠使被加熱工件旋轉和上下移動，其上安裝有噴水器，包括步驟如下:
第一步，將未經調質處理的重型汽車半軸坯件I裝夾淬火工具機上，調整重型汽車半軸坯件的外圓與中頻加熱感應器2之間的間隙，控制在5-6_的範圍；以實現對重型汽車半軸坯件外圓表面均勻加熱。
[0011]第二步，調試重型汽車半軸坯件的自轉轉速和上升移動速度，自轉轉速控制在145?155轉/分鐘的範圍，上升移動速度控制在150-180mm/分鐘的範圍；以實現對重型汽車半軸坯件外圓表面增長加熱時間和增加加熱深度。
[0012]第三步，調試噴水器的噴水孔與重型汽車半軸坯件外圓表面的噴水角度，噴水器3的噴水孔中心線與重型汽車半軸坯件中心線的夾角α控制在65度?80度的範圍；同時調整噴水器與中頻加熱感應器之間的間隙，控制在5-6_的範圍；以提高重型汽車半軸坯件表面的淬火速度，並縮短加熱後暴露在空氣中氧化的時間，進而提高表面淬火硬度均勻性和淬火硬度。
[0013]第四步，啟動中頻加熱設備和淬火工具機對重型汽車半軸坯件進行加熱，加熱溫度為870?890°C，加熱時間為2.5-3.0mm/S，淬火介質為重量濃度4_6%的有機淬火溶液PAG ；調整好中頻加熱的各工藝參數和上述技術參數後對工件進行加熱，同時啟動淬火介質泵對被加熱的重型汽車半軸坯件進行淬火。
[0014]AG淬火液，是由聚烷撐乙二醇(Polyaleneglycol)聚合物加添加劑中的水溶劑的水溶性淬火介質。聚烷撐乙二醇是一種環氧乙烷和環氧丙烷的共聚物，簡稱PAG。
[0015]採用上述工藝，以實現對重型汽車半軸坯件的深加熱淬火，使重型汽車半軸坯件表面具有較深的硬化層和較高的表面硬度。處理後，重型汽車半軸坯件淬火硬化層深度為5-8mm、表面硬度為HRC52-58。
[0016]本發明的實施例公布的為較佳的實施例，但並不局限與此，本領域的普通技術人員，極易根據上述的實施例，領會本發明的精神，並做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發明的精神，都在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種重型汽車半軸的中頻淬火工藝，使用的中頻加熱設備的電源輸出功率40-45KW，頻率為3200?3400HZ，其上安裝有中頻加熱感應器，使用的淬火工具機能夠使被加熱工件旋轉和上下移動，其上安裝有噴水器，包括步驟如下: 第一步，將未經調質處理的重型汽車半軸坯件(I)裝夾淬火工具機上，調整重型汽車半軸坯件的外圓與中頻加熱感應器(2)之間的間隙，控制在5-6_的範圍； 第二步，調試重型汽車半軸坯件的自轉轉速和上升移動速度，自轉轉速控制在145?155轉/分鐘的範圍，上升移動速度控制在150-180mm/分鐘的範圍； 第三步，調試噴水器的噴水孔與重型汽車半軸坯件外圓表面的噴水角度，噴水器(3)的噴水孔中心線與重型汽車半軸坯件中心線的夾角α控制在65度?80度的範圍；同時調整噴水器與中頻加熱感應器之間的間隙，控制在5-6_的範圍； 第四步，啟動中頻加熱設備和淬火工具機對重型汽車半軸坯件進行加熱，加熱溫度為870?890°C，加熱時間為2.5-3.0mm/S,淬火介質為重量濃度4-6%的有機淬火溶液PAG:調整好中頻加熱的各工藝參數和上述技術參數後對工件進行加熱，同時啟動淬火介質泵對被加熱的重型汽車半軸坯件進行淬火。
【文檔編號】C21D9/28GK104313287SQ201410611495
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】張小忠, 黃興剛, 周湘林, 高雲, 蒲霞 申請人:重慶大江工業有限責任公司