40CR內(nèi)、外軸高頻淬火工藝研究

某產(chǎn)品研制以來，內(nèi)軸、外軸的髙頻淬火問題一 直得不到解決，原因在于其設(shè)計(jì)要求較高：內(nèi)軸 (φ55.7 mm外表面高頻萍火45 -55 HRC，內(nèi)表面不得有滓火硬度，零件變形量不得大于0. 15 mm);外 軸(φ59.3 mm孔內(nèi)表面高頻淬火40 -50 HRC，外表面不得有淬火硬度，零件變形量不得姿0.20 mm)。對(duì)于高頻設(shè)備穩(wěn)定性、高頻感應(yīng)器制作、淬火加熱時(shí)間的掌握、零件預(yù)處理步驟的要求均極高。其中內(nèi)軸零件曾一度到武漢外協(xié)，進(jìn)行激光淬火。但因激光洋火外協(xié)價(jià)格過高，最終立足于利用公司現(xiàn)有高頻設(shè)備進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足生產(chǎn)需要。

試驗(yàn)方法

經(jīng)過反復(fù)論證，制定出以下方案，并按此方案進(jìn)行了大量工藝試驗(yàn)。

(1) 采用與內(nèi)、外軸相同的材料40Cr、相同成型方法(鍛造)、與零件淬火部位內(nèi)外徑尺寸相同的試樣，進(jìn)行工藝試驗(yàn)。

(2) 對(duì)現(xiàn)有高頻設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，取得更穩(wěn)定的直流電壓、降低電壓波動(dòng)。達(dá)到穩(wěn)定輸出功率的效果。

(3) 根據(jù)零件尺寸設(shè)計(jì)專用高頻感應(yīng)器，使得感應(yīng)加熱效果、淬火期域達(dá)到最佳。

(4) 通過大量試驗(yàn)，找到陽極電流與柵極電流使零件淬火效果最佳的比值;通過大量試驗(yàn)，找到陽流/柵流（比值)與加熱時(shí)間的最佳組合，達(dá)到零件內(nèi)外表面硬度的要求。

(5) 審定零件淬火前預(yù)處理的準(zhǔn)備步驟，消除零件在淬火中和淬火后的不利影響。

(6) 內(nèi)軸采用回轉(zhuǎn)式外感應(yīng)加熱方式;外軸采用內(nèi)感應(yīng)加熱方式。

(7) 通過大量試驗(yàn)必須得出如下結(jié)果：

①高頻感應(yīng)器最佳尺寸。②內(nèi)、外軸淬火的最佳直流電壓。③內(nèi)、外軸淬火的最佳陽流/柵流（比值)與加熱時(shí)間的組合。④固化內(nèi)、外軸高頻萍火的預(yù)處理、高頻處理、淬火后處理的工藝流程。

內(nèi)軸工藝規(guī)程 ⑴要求

①櫨5.7 mm表面淬火45 ~55 HRC。②變形量名0.15 mm。③每批零件高頻淬火前先用兩件內(nèi)軸試樣進(jìn)行淬火，并檢測(cè)試樣淬火區(qū)內(nèi)外表面硬度合格后，再對(duì)零件進(jìn)行淬火。④注意保護(hù)各處螺紋不得損傷。⑤產(chǎn)品進(jìn)行高頻淬火時(shí)嚴(yán)格控制直流電壓，密切注意電壓波動(dòng)，生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)電壓波動(dòng)大于0.5 kV即停止生產(chǎn),待電壓較為穩(wěn)定時(shí)再進(jìn)行。

(8) 淬火前內(nèi)外表面清洗。使用有機(jī)溶劑除油，然后在常溫除油槽內(nèi)除油20 min。根據(jù)零件表面情況決定是否進(jìn)行酸洗。

(9) 用分光測(cè)色計(jì)定量考察各種環(huán)境因素對(duì)Ti0₂/Si0₂復(fù)合薄膜表面色度影響，影響從小到大依次為:濕熱老化 < 紫外老化 < 綜合老化 < 酸浸泡< 堿浸泡<浸烘老化。

(10) 考察對(duì)L、a、b值的影響，了解三個(gè)數(shù)值在各種環(huán)境中變化趨勢(shì)，對(duì)于特定環(huán)境中薄膜表面形貌的改變有了預(yù)見性。

(11) 分光測(cè)色計(jì)是一種廣泛應(yīng)用于科研和生產(chǎn)的儀器，本文首次嘗試在薄膜材料上進(jìn)行應(yīng)用研究， 用一種極其有效、直接的方式測(cè)量色度變化,對(duì)于科技工作者定量考察防護(hù)材料變化有重要幫助作用