載貨汽車輪轂軸承外圈感應(yīng)淬火

沈偉毅，黃志

載貨汽車輪轂軸承應(yīng)用于新型16t載重汽車前輪上，是國內(nèi)首次把第二代汽車輪轂軸承產(chǎn)品系列應(yīng)用于國產(chǎn)載貨汽車，以往該載貨汽車每個前輪上使用的是兩套圓錐滾子軸承，而我公司設(shè)計(jì)為雙列圓錐滾子軸承。外圈是一個雙滾道的軸承套圈，要求表面感應(yīng)淬火，其是輪轂軸承單元產(chǎn)品加工的一道關(guān)鍵工序，為此對其展開的試驗(yàn)具有重要的意義。

1. 感應(yīng)淬火試驗(yàn)

使用雙工位數(shù)控淬火機(jī)床，樣品為廢套圈（見圖1），材料50Mn，設(shè)計(jì)一個單滾道感應(yīng)器（見圖2）。技術(shù)要求表面硬度58～64HRC，淬硬層深度≥1.5mm。

50Mn材料應(yīng)用于雙列圓錐滾子輪轂軸承單元的感應(yīng)淬火，以往沒有根據(jù)技術(shù)要求準(zhǔn)確制訂工藝參數(shù)或根據(jù)工藝參數(shù)準(zhǔn)確預(yù)測淬火結(jié)果的理論方法。因此，需要進(jìn)行樣圈試驗(yàn)，才能制訂出合適的感應(yīng)淬火工藝。

試驗(yàn)方法為：初步確定工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)感應(yīng)器→對工件進(jìn)行感應(yīng)淬火→檢測工件淬火結(jié)果→根據(jù)工件檢測結(jié)果改進(jìn)工藝參數(shù)及感應(yīng)器結(jié)構(gòu)→再次對工件進(jìn)行感應(yīng)淬火試驗(yàn)。

采用廢套圈進(jìn)行單滾道仿形感應(yīng)淬火試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果最終確定工藝參數(shù)，具體見表1。

2. 試驗(yàn)結(jié)果

采用一個單滾道感應(yīng)器進(jìn)行樣圈的感應(yīng)淬火工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)后用著色滲透法檢查裂紋，用HRA—3型智能超聲波硬度計(jì)檢查表面硬度，用線切割取樣經(jīng)制樣后用4%硝酸酒精腐蝕，再用MM6顯微鏡觀察金相組織，用硬度計(jì)測量硬化層深度等。具體工藝試驗(yàn)檢測結(jié)果如下。

（1）淬硬層深度 兩滾道感應(yīng)淬火硬化層深度4mm，淬硬層長度為30mm，未能淬滿套圈滾道，試驗(yàn)結(jié)果不太理想。

進(jìn)一步考慮到軸承承受載荷情況等因素，重新對感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，且調(diào)整了加熱時間等工藝參數(shù)，又進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為淬硬層深度2.5mm、淬硬層長度為34mm，淬硬層輪廓見圖3，保證了兩滾道具有良好的承載，滿足了用戶要求。

（2）硬度 感應(yīng)淬火工藝試驗(yàn)后檢查樣圈表面硬度為60～61HRC。

（3）裂紋 感應(yīng)淬火工藝試驗(yàn)后用著色法檢查裂紋，結(jié)果無裂紋。

（4）金相組織 按JB/T 9204—2008標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)符合要求。

（5）尺寸 測量樣圈感應(yīng)淬火工藝試驗(yàn)前后尺寸，見表2。感應(yīng)淬火后滾道圓度誤差≤0.04mm，縮小量≤0.08mm，符合要求。

3. 結(jié)語

通過樣圈工藝試驗(yàn)，從各項(xiàng)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，均符合軸承技術(shù)要求，解決了載貨汽車輪轂軸承套圈的熱處理技術(shù)難題。為雙列圓錐滾子輪轂軸承熱處理加工確定了工藝參數(shù)，為批量生產(chǎn)做好了工藝準(zhǔn)備，滿足了用戶的使用要求。

表 2 （單位：0.01mm）