載貨汽車輪轂軸承外圈感應淬火

沈偉毅，黃志

載貨汽車輪轂軸承應用于新型16t載重汽車前輪上，是國內首次把第二代汽車輪轂軸承產品系列應用于國產載貨汽車，以往該載貨汽車每個前輪上使用的是兩套圓錐滾子軸承，而我公司設計為雙列圓錐滾子軸承。外圈是一個雙滾道的軸承套圈，要求表面感應淬火，其是輪轂軸承單元產品加工的一道關鍵工序，為此對其展開的試驗具有重要的意義。

1. 感應淬火試驗

使用雙工位數(shù)控淬火機床，樣品為廢套圈（見圖1），材料50Mn，設計一個單滾道感應器（見圖2）。技術要求表面硬度58～64HRC，淬硬層深度≥1.5mm。

50Mn材料應用于雙列圓錐滾子輪轂軸承單元的感應淬火，以往沒有根據(jù)技術要求準確制訂工藝參數(shù)或根據(jù)工藝參數(shù)準確預測淬火結果的理論方法。因此，需要進行樣圈試驗，才能制訂出合適的感應淬火工藝。

試驗方法為：初步確定工藝參數(shù)、設計感應器→對工件進行感應淬火→檢測工件淬火結果→根據(jù)工件檢測結果改進工藝參數(shù)及感應器結構→再次對工件進行感應淬火試驗。

采用廢套圈進行單滾道仿形感應淬火試驗，根據(jù)試驗結果最終確定工藝參數(shù)，具體見表1。

2. 試驗結果

采用一個單滾道感應器進行樣圈的感應淬火工藝試驗，試驗后用著色滲透法檢查裂紋，用HRA—3型智能超聲波硬度計檢查表面硬度，用線切割取樣經制樣后用4%硝酸酒精腐蝕，再用MM6顯微鏡觀察金相組織，用硬度計測量硬化層深度等。具體工藝試驗檢測結果如下。

（1）淬硬層深度 兩滾道感應淬火硬化層深度4mm，淬硬層長度為30mm，未能淬滿套圈滾道，試驗結果不太理想。

進一步考慮到軸承承受載荷情況等因素，重新對感應器的結構進行改進，且調整了加熱時間等工藝參數(shù)，又進行了工藝試驗，試驗結果為淬硬層深度2.5mm、淬硬層長度為34mm，淬硬層輪廓見圖3，保證了兩滾道具有良好的承載，滿足了用戶要求。

（2）硬度 感應淬火工藝試驗后檢查樣圈表面硬度為60～61HRC。

（3）裂紋 感應淬火工藝試驗后用著色法檢查裂紋，結果無裂紋。

（4）金相組織 按JB/T 9204—2008標準檢驗符合要求。

（5）尺寸 測量樣圈感應淬火工藝試驗前后尺寸，見表2。感應淬火后滾道圓度誤差≤0.04mm，縮小量≤0.08mm，符合要求。

3. 結語

通過樣圈工藝試驗，從各項檢驗數(shù)據(jù)來看，均符合軸承技術要求，解決了載貨汽車輪轂軸承套圈的熱處理技術難題。為雙列圓錐滾子輪轂軸承熱處理加工確定了工藝參數(shù)，為批量生產做好了工藝準備，滿足了用戶的使用要求。

表 2 （單位：0.01mm）