鐘形殼感應淬火裂紋的產生及其防止措施

■ 陳富全

等速萬向節是汽車傳遞轉矩到輪胎的重要部件，由變速軸端的滑動萬向節、輪胎端的固定萬向節及中間的傳動軸構成。

感應淬火件主要是鐘形殼，其淬火的部位是花鍵桿部及內球道，材質為55鋼。

圖1 501型鐘形殼

圖2 507型鐘形殼

圖3 501型鐘形殼淬火工藝圖樣

1. 鐘形殼感應淬火

內腔淬火電源頻率采用8kHz。電源功率選250kW加熱內腔球道時，外表面有輔助噴液器進行冷卻。

桿部淬火電源頻率采用12kHz，電源功率選160kW。

硬化層范圍：六槽淬火起始位置為0～5mm；花鍵端淬火起始位置為距端頭7.5～11mm。

內腔感應淬火：設備采用VC-100，感應器是雙圈一次加熱感應器，PAG淬火冷卻介質濃度10%、溫度14℃。工件有兩種型號：501型 、507型，兩種零件內腔尺寸相同，501型壁薄一些，實物如圖1、圖2所示。工藝圖樣分別如圖3、圖4所示，淬火工藝參數分別如表1、表2所示。

圖3、圖4中，技術要求C1處（距端口6mm）表面硬度58～62HRC（淬火后59～64HRC），有效淬硬層深度（550HV1）1.0～2.6mm；C2處（距口部17mm）表面硬度58～62HRC（淬火后59～64HRC），有效淬硬層深度（550HV1）1.5～3.0mm；C3處（距口部30mm）表面硬度58～62HRC（淬火后59～64HRC），有效淬硬層深度（550HV1）1.0～2.6mm；A1（花鍵根部）、A2、A3、A4（花鍵根部）處表面硬度58～62HRC（淬火后59～64HRC）；A1、A2、A4處有效淬硬層深度（550HV1）2.5～5.0mm；A3處有效淬硬層深度（550HV1）1.5～4.0mm。

兩種型號鐘形殼的金相組織3～6級（執行JB/T 9204—2008），淬火后表面無裂紋、燒傷、銹蝕。

回火工藝為（160±10）℃×3.0～3.5h。

2. 檢驗過程

按以上工藝生產501型鐘形殼共2750件，發現有1750件口部出現裂紋，其中口部縱向裂紋有1215件、口部橫向裂紋有535件，裂紋形態如圖5、圖6所示。

檢查發現，裂紋主要集中在鐘形殼口部，一種是縱向裂紋沿溝道端部向下，長3～6mm、深度2mm以下，另一種是橫向裂紋，長度4～8mm、深度2mm以下。……