40CR內、外軸高頻淬火工藝研究

某產品研制以來，內軸、外軸的髙頻淬火問題一 直得不到解決，原因在于其設計要求較高：內軸 (φ55.7 mm外表面高頻萍火45 -55 HRC，內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)。對于高頻設備穩定性、高頻感應器制作、淬火加熱時間的掌握、零件預處理步驟的要求均極高。其中內軸零件曾一度到武漢外協，進行激光淬火。但因激光洋火外協價格過高，最終立足于利用公司現有高頻設備進行技術攻關，以達到設計要求，滿足生產需要。

試驗方法

經過反復論證，制定出以下方案，并按此方案進行了大量工藝試驗。

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

(2) 對現有高頻設備進行技術改造，取得更穩定的直流電壓、降低電壓波動。達到穩定輸出功率的效果。

(3) 根據零件尺寸設計專用高頻感應器，使得感應加熱效果、淬火期域達到最佳。

(4) 通過大量試驗，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，找到陽流/柵流（比值)與加熱時間的最佳組合，達到零件內外表面硬度的要求。

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

(6) 內軸采用回轉式外感應加熱方式;外軸采用內感應加熱方式。

(7) 通過大量試驗必須得出如下結果：

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

內軸工藝規程 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軸試樣進行淬火，并檢測試樣淬火區內外表面硬度合格后，再對零件進行淬火。④注意保護各處螺紋不得損傷。⑤產品進行高頻淬火時嚴格控制直流電壓，密切注意電壓波動，生產過程中發現電壓波動大于0.5 kV即停止生產,待電壓較為穩定時再進行。

(8) 淬火前內外表面清洗。使用有機溶劑除油，然后在常溫除油槽內除油20 min。根據零件表面情況決定是否進行酸洗。

(9) 用分光測色計定量考察各種環境因素對Ti0₂/Si0₂復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L、a、b值的影響，了解三個數值在各種環境中變化趨勢，對于特定環境中薄膜表面形貌的改變有了預見性。

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