轉向節在工作過程中要承受巨大的摩擦力，因此，要求具有高的硬度、高的耐磨性和高的使用壽命。我們通常采用中頻感應加熱機來對工件進行淬火熱處理。但是，受多方面因素的影響，轉向節會產生淬火裂紋缺陷。轉向節失效破壞不僅汽車運轉出現故障，還易發生嚴重安全事故。因此，其質量就顯得愈發重要。今天，鄭州高氏的技術人員就給大家分析一下其淬火裂紋缺陷及其工藝如何改進。
轉向節工件材料通常為為40Cr鋼或40MnB鋼。技術要求淬火后表面硬度為52 -63HRC，未硬化區硬度為241-285HBW，軸頸、圓角與端面硬化聚度為3-6mm，調質后組織為回火索氏體1-4級，淬火后組織為針狀或細針狀馬氏體，表面質量優良。我們通常采用中頻感應加熱機來進行淬火熱處理，但是在生產中發現，工件中頻感應加熱淬火后發現一些工件在圓角區域出現周向裂紋，深度約1.2mm，約占裂紋數的98.3%，另有少數裂紋在不通孔口出現，為徑向裂紋，裂紋件造成廢品約占1.28%。
轉向節調質處理工藝為860℃x50min，在0.2%（質量分數）聚乙烯醇水溶液中冷卻，隨后600℃x3h回火。其中頻感應加熱機功率為100kW，頻率為8000Hz。從轉向節裂紋發生位置和深度可以看出，工件表面產生裂紋是由于中頻感應加熱淬火后，工件中組織應力和熱應力疊加使拉應力集中，拉應力超過材料抗拉強度造成的。
(1)中頻感應加熱淬火中產生的拉應力是組織應力和熱應力綜合作用的結果，其峰值在靠近硬化層內外側或過渡層區域。拉應力大小與加熱時溫度梯度密切相關，溫度梯度越大，過渡層愈窄，拉應力峰值越高。另一個影響因素是工件截面積變化，截面積變化處淬火時形成應力集中，易于產生裂紋使工件斷裂。第三個影響因素是硬化層深度，硬化層深度增加，最大拉應力峰值移向工件中心部位，峰值減小，反之亦然，硬化層深度是淬火裂紋的重要原因。第四個影響因素是硬化過渡區，該處往往是拉應力峰值處，過渡區常出現淬火缺陷和裂紋，而且也是疲勞裂紋多發區域。
(2)不通孔處過熱，不通孔內側一半在硬化區內，由于結構特點，不通孔處溫度往往偏高或過熱，使工件淬火應力大，并使過熱區強度下降，易形成淬火裂紋開裂。
(3)圓角處加熱不足，造成轉向節圓角部位硬化層過淺；拉應力峰值在圓角處附近，易于造成中頻感應加熱淬火后，在圓角處產生裂紋開裂。
我們經過不斷的分析，提出工藝改進措施如下：
(1)改進感應器設計，使有效圈內圓錐面小底直徑為66mm，感應器與工件的間隙為4-4.5mm，以保證淬火溫度合適，又不使不通孔處過熱，淬火化層深為3-6mm。
(2)不通孔倒角加大，淬火加熱后先空冷1.O-1.2s，使不通孔溫度下降，減少淬火應力。
(3)優化預備熱處理質量，調質后應獲得均勻的回火索氏體，有利于減小淬火應力，減少淬火開裂傾向。
(4)中頻感應淬火后隨即進行感應自回火，工件停止噴水冷卻后因工件余熱回升至220-250℃ ，使硬化層組織自回火，其溫度稍高但時間短，處理后工件表面硬度耐磨性好，組織穩定并使拉應力峰值下降，去除了工件開裂隱患。
(5)采用半圈感應器，可實現工件硬化區同時整體感應淬火，取代連續感應淬火。優點是，整體感應加熱速度慢，加熱時間是后者的4倍，故工件梯度小，淬火后工件過渡層寬度增加，拉應力峰值移向工件心部，且拉應力峰值降低，對減少工件裂紋開裂十分有利。
工件在熱處理過程中總是會發生各種各樣的缺陷，因此，掌握預防缺陷的措施以及工件改進措施是相當重要的。鄭州高氏從事中頻感應加熱機的生產銷售十五年，對工件的熱處理相當的了解，更多關于工件熱處理的信息歡迎您來電咨詢。電話：18737116921
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中頻感應加熱設備