40CR内、外轴高频淬火工艺研究

某产品研制以来，内轴、外轴的髙频淬火问题一 直得不到解决，原因在于其设计要求较高：内轴 (φ55.7 mm外表面高频萍火45 -55 HRC，内表面不得有滓火硬度，零件变形量不得大于0. 15 mm);外 轴(φ59.3 mm孔内表面高频淬火40 -50 HRC，外表面不得有淬火硬度，零件变形量不得姿0.20 mm)。对于高频设备稳定性、高频感应器制作、淬火加热时间的掌握、零件预处理步骤的要求均极高。其中内轴零件曾一度到武汉外协，进行激光淬火。但因激光洋火外协价格过高，最终立足于利用公司现有高频设备进行技术攻关，以达到设计要求，满足生产需要。

试验方法

经过反复论证，制定出以下方案，并按此方案进行了大量工艺试验。

(1) 采用与内、外轴相同的材料40Cr、相同成型方法(锻造)、与零件淬火部位内外径尺寸相同的试样，进行工艺试验。

(2) 对现有高频设备进行技术改造，取得更稳定的直流电压、降低电压波动。达到稳定输出功率的效果。

(3) 根据零件尺寸设计专用高频感应器，使得感应加热效果、淬火期域达到最佳。

(4) 通过大量试验，找到阳极电流与栅极电流使零件淬火效果最佳的比值;通过大量试验，找到阳流/栅流（比值)与加热时间的最佳组合，达到零件内外表面硬度的要求。

(5) 审定零件淬火前预处理的准备步骤，消除零件在淬火中和淬火后的不利影响。

(6) 内轴采用回转式外感应加热方式;外轴采用内感应加热方式。

(7) 通过大量试验必须得出如下结果：

①高频感应器最佳尺寸。②内、外轴淬火的最佳直流电压。③内、外轴淬火的最佳阳流/栅流（比值)与加热时间的组合。④固化内、外轴高频萍火的预处理、高频处理、淬火后处理的工艺流程。

内轴工艺规程 ⑴要求

①栌5.7 mm表面淬火45 ~55 HRC。②变形量名0.15 mm。③每批零件高频淬火前先用两件内轴试样进行淬火，并检测试样淬火区内外表面硬度合格后，再对零件进行淬火。④注意保护各处螺纹不得损伤。⑤产品进行高频淬火时严格控制直流电压，密切注意电压波动，生产过程中发现电压波动大于0.5 kV即停止生产,待电压较为稳定时再进行。

(8) 淬火前内外表面清洗。使用有机溶剂除油，然后在常温除油槽内除油20 min。根据零件表面情况决定是否进行酸洗。

(9) 用分光测色计定量考察各种环境因素对Ti0₂/Si0₂复合薄膜表面色度影响，影响从小到大依次为:湿热老化 < 紫外老化 < 综合老化 < 酸浸泡< 碱浸泡<浸烘老化。

(10) 考察对L、a、b值的影响，了解三个数值在各种环境中变化趋势，对于特定环境中薄膜表面形貌的改变有了预见性。

(11) 分光测色计是一种广泛应用于科研和生产的仪器，本文首次尝试在薄膜材料上进行应用研究， 用一种极其有效、直接的方式测量色度变化,对于科技工作者定量考察防护材料变化有重要帮助作用