外花鍵軸感應(yīng)淬火工藝探討

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某動(dòng)力部軸要求對(duì)軸外花鍵部位進(jìn)行感應(yīng)淬火處理，因花鍵模數(shù)小，淬火時(shí)如工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，容易出現(xiàn)整齒淬透情況，造成使用時(shí)出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象。本文通過(guò)優(yōu)化感應(yīng)淬火工藝參數(shù)，使花鍵淬火后達(dá)到齒面硬度42～47HRC，齒側(cè)淬硬層深度≥1mm，齒根部位不淬火，從而滿足花鍵軸的使用要求。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料及技術(shù)要求

1）外花鍵軸直徑為175m m，使用單圈側(cè)噴外花鍵感應(yīng)器，感應(yīng)器與花鍵齒頂單邊間隙為5～6mm。

2）技術(shù)要求：齒面硬度42～47HRC，齒根部位不淬火，淬硬層深度≥1mm。

1.2 試驗(yàn)參數(shù)及方法

選擇設(shè)備額定功率為250kW，淬火工藝參數(shù)見(jiàn)表1?；ㄦI淬火方案如圖1、圖2所示。

表1 外花鍵淬火工藝參數(shù)

圖1為采用方案一工藝參數(shù)進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火，目測(cè)判斷出齒根部位已加熱至淬火溫度，具體齒根部位淬火情況，需切片后進(jìn)行測(cè)定。圖2為采用方案二工藝參數(shù)進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火，目測(cè)判斷出齒根部位未加熱至淬火溫度，具體齒根部位是否已淬火，需切片后進(jìn)行測(cè)定。

圖1 花鍵淬火方案一

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

（1）變形情況 采用方案一、方案二工藝參數(shù)進(jìn)行淬火后，對(duì)試驗(yàn)件淬火前后花鍵棒間距進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2，淬火后變形均滿足技術(shù)要求。

表2 變形情況 （mm）

（2）淬硬層深度及硬度 對(duì)淬火后花鍵采用里氏硬度計(jì)檢測(cè)表面硬度，方案一花鍵淬火后齒頂表面硬度為49.0～53.9HRC，方案二花鍵淬火后齒頂表面硬度為44.0～46.9HRC。對(duì)淬火部位采用線切割進(jìn)行取樣，經(jīng)4%硝酸酒精腐蝕后宏觀形貌如圖3、圖4所示。從切片宏觀形貌可看出，采用方案一工藝參數(shù)進(jìn)行淬火后，齒根部位已淬火，采用方案二工藝參數(shù)進(jìn)行淬火后，齒根部位未淬火，對(duì)采用兩種方案淬火后齒部位進(jìn)行顯微硬度檢測(cè)，圖3檢測(cè)部位為齒根，圖4檢測(cè)部位為齒側(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖5所示。

圖3 方案一花鍵淬火后切片宏觀形貌

圖4 方案二花鍵淬火后切片宏觀形貌

圖5 外花鍵顯微硬度趨勢(shì)

從圖5檢測(cè)結(jié)果得出，采用方案一工藝參數(shù)進(jìn)行淬火后，齒根部位淬硬層深度為0.9mm，其余部位淬硬層深度大于1mm，采用方案二工藝參數(shù)淬火后，齒側(cè)部位淬硬層深度為1.1mm，采用方案一和方案二工藝參數(shù)淬火后，硬度均滿足技術(shù)要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

1）在頻率為10kHz左右，針對(duì)直徑為175mm的小模數(shù)外花鍵，采用掃描淬火方法，通過(guò)調(diào)整感應(yīng)淬火移動(dòng)速度可得到理想的淬硬層深度和淬火區(qū)域，且淬火后花鍵棒間距變形較小，變形趨勢(shì)均為棒間距增大，可通過(guò)內(nèi)控尺寸的方式保證圖樣技術(shù)要求。

2）通過(guò)采用目測(cè)法觀察花鍵齒面及齒根淬火情況，有一定的參考性，但對(duì)操作者技能要求較高，為了確保感應(yīng)淬火區(qū)域準(zhǔn)確性，需采用實(shí)體切片破壞檢測(cè)淬火區(qū)域及淬硬層深度。