轴头中频淬火

关于我厂轴头采用中频表面淬火的优、缺点报告

曲厂长:

中频表面淬火常用的频率为1000~10000Hz，功率为100~500KW的中频发电机或可控硅变频装置，硬化层深度一般为2~10mm。

与高频表面淬火相同，中频淬火轴头表面是马氏体组织，具有很高的硬度，芯部为回火索氏体组织，具有良好的韧性，所以可以提高工件表面的硬度、耐磨性及疲劳抗力。采用中频感应加热表面淬火工艺可以显著的提高工件的抗疲劳性，大大降低对缺口的敏感性，如材料均为40CrNiMo 直径Ф20、缺口深度0.4mm、锥角60°、圆角半径0.2mm 的缺口试样，在调质后疲劳极限是14kgf/mm2，而经过表面淬火的疲劳极限试样为60kgf/mm2。疲劳强度的提高是由于表层本身强度增高和形成较大的表面压应力所致。

若淬火层过浅，过渡区（此处存在表面残余拉应力）接近表面，疲劳强度相应降低，淬火层厚度过深，也会减少表面残余压应力，使疲劳强度降低，所以，选择最佳的淬火层深度，能获得最高的抗疲劳性能，假如硬化层分布不合理，过渡区漏出表面，将成为疲劳断裂源，使疲劳寿命比不经表面淬火的还低。

我厂轴头材料为40MnBH，使用状态为调质HB241-285，从材料和组织状态来看，符合中频表面淬火所要求的材料和

组织状态。但存在以下几个方面的问题：

1、我厂轴头毛坯成形采用锻造工艺，不可避免产

生魏氏组织，如果调质处理时未消除魏氏组织

或调质不当，将使局部表面淬火的硬化层分布

不当，造成应力集中形成疲劳源而破坏。

2、轴头进行表面淬火时，硬化层的分布对工件的

承载能力具有重要影响，而我厂轴头需要中频

表面淬火的部位存在淬火区段和非淬火区段过

渡的问题，在离淬硬层一定距离外存在拉应力

峰值，若和外加载荷叠加，特别是在截面突变

区域，很可能导致断裂。所以，要避免此类情

况发生，应使轴肩部位硬化，但又易产生尖角

效应。

3、表面淬火后，回火的温度比正常淬火回火温度

低，一般是150~180℃，但是焊接轴头后，由于

焊接的作用，淬火的部位温度一般要大于

180℃，将是淬硬层硬度下降，降低中频淬火的

效果。

报告人：夏万利

2003-9-8