半轴热处理工艺设计探究

1.半轴的热处理工艺分析

（1）半轴的失效形式

1）汽车拖拉机半轴的失效方式，主要是因长时间使用或热处理硬度不当，导致花键齿被压陷或磨损而报废。

2）另种失效方式，是因杆部与花键连接处以及杆部与凸缘连接处应力集中严重，易产生疲劳断裂。

（2）主要性能要求 由于半轴是汽车和轮式拖拉机上驱动行走轮的杆件，它主要承受驱动和制动转矩，故半轴整体需要具有良好的扭转强度和抗疲劳能力；同时，汽车拖拉机行走的路况十分复杂，不可避免有大幅度的颠簸，因此半轴还需具有较好的冲击韧性；特别是花键齿部分，需要具有耐磨性和抗压陷的能力。

（3）选材要点 半轴一般采用淬透性较好的中、低碳合金钢制造。其中，中碳合金钢包括40Cr、42CrMo、40MnB、40CrMnMo、40CrMn、35CrMnSi和40CrV等；低碳合金钢包括20CrMnTi和12Cr2Ni4A等。应当指出，以往拖拉机半轴常采用低合金渗碳钢制造，目前多用40Cr和40MnB钢制造，可以简化热处理工艺、大大缩短生产周期和节约能源。

（4）半轴的预备热处理工艺方法

1）半轴的加工工艺路线为：下料→锻造成形→正火或退火→机械加工→调质→喷丸→校直→精加工→成品。

2）正火：锻造毛坯一般采用正火处理，对于正火后硬度过高的锻件应进行退火。

（5）半轴的最终热处理工艺方法 为了改善半轴的可加工性和为感应淬火奠定良好的组织基础，通常采用调质处理，然后进行中频感应加热淬火、回火，以期提高半轴的疲劳寿命。

2.典型半轴的热处理工艺设计(www.xing528.com)

以40MnB钢制CA-10汽车半轴为例，对其进行热处理工艺设计。

（1）40MnB钢制半轴的半成品调质工艺

1）淬火：在台车式电阻炉中进行，温度测量与控制为自动控制仪表；装炉量为20～24件／炉。其工艺参数为：830～850℃加热，透烧后在油中冷却。

2）回火：在带风扇并自动控温的回火炉中进行，温度为300～350℃，到温后保温30～45min出炉水冷。

3）硬度检测为40～45HRC。

（2）半轴感应淬火工艺参数（表4-7）

表4-7 半轴感应淬火工艺参数

（3）处理结果 表面硬度：52～58HRC；硬化层深度：花键处为4～5mm，杆部为5～6mm；磁力探伤无裂纹可见；直线度误差（全长校直后）小于0.20mm。