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（2）感應淬火的技術要求指標主要有：表面硬度、硬化區范圍、硬化層深度、金相組織、淬火變形量以及淬火裂紋等。淬火硬化層金相組織：鋼曲軸為針狀或細針狀回火馬氏體，不應出現游離鐵素體；球墨鑄鐵曲軸允許在球狀石墨的附近有少量未溶鐵素體，但不能成環狀。硬化層深度及表面硬度是獲得高疲勞強度的重要指標，都有一個最佳范圍，過高和過低都使疲勞強度降低。硬化層深度淺和表面硬度過低造成零件強度不足、耐磨性降低；反之當硬化層深度過深時，壓應力峰值從表面向內推移，表面壓應力降低，從而使強度降低。硬度過高帶來的危害是明顯的，它使零件的脆性增加，在曲軸受到彎扭疲勞載荷及沖擊力的情況下強度嚴重降低。

在以提高耐磨性為主時，表面硬度可以取高至55HRC左右；而球墨鑄鐵具有良好的自潤性及儲油能力，曲軸表面硬度≥45HRC即具有足夠的耐磨性；疲勞強度要求高時，應以得到高而均勻的表面壓應力為主，對表面硬度則不過分追求。

（3）淬火后的回火感應淬火后，表面的組織由珠光體轉變成馬氏體，致使工件存在殘余熱應力、組織應力，必須及時對工件進行回火處理，一般規定在4～8h內，否則會引起曲軸表面開裂。

4.感應淬火操作要領

（1）待處理件表面應無裂紋、缺陷、毛刺、油污及脫碳層等，否則淬火后易產生淬火裂紋、燒傷工件、硬度不夠等缺陷。

（2）設計制造或選用感應器時，其結構形狀和尺寸應能滿足工藝要求。

（3）感應器與工件在處理過程中，應保持合適的相對位置，控制間隙在1.5～2.5mm。

（4）正確選擇電參數，使設備處于最佳工作狀態。鋼曲軸選擇功率在（100±5）kW，球墨鑄鐵曲軸選擇（75±5）kW。鋼曲軸可以用較高的功率處理，因其有好的延展性，適合淬火；球墨鑄鐵是脆性材料，適合較低功率淬火，否則特別易產生淬火裂紋。

（5）工件表面溫度的測量很重要，應采用光電高溫計或紅外輻射溫度計，連續跟蹤測量控制工件下料溫度，保持在150～220℃的余熱，及時調整設備工作參數，利用余熱實現工件的自回火，這也是防止淬火裂紋的關鍵措施。

（6）根據材料、工件形狀、尺寸以及加熱方法和所要求的硬化層深度，合理確定冷卻參數，包括冷卻方法、淬火冷卻介質及冷卻時間等。

（7）球墨鑄鐵曲軸的圓角不適宜淬火強化，硬化層應離開圓角3～6mm，使硬化區與非硬化區交界處的殘余拉應力遠離圓角，以提高疲勞強度，防止圓角處應力過度集中而引起早期非疲勞斷裂。

5.應用

球墨鑄鐵曲軸的感應淬火加圓角滾壓，被越來越多的曲軸生產廠家所采用，該復合強化工藝的合理使用會提高曲軸的疲勞強度，且極大地改善表面粗糙度和耐磨性，可操作性強。

下面是某型號的QT800-3四缸曲軸進行中頻感應淬火處理的實例，其效果優于其他的表面熱處理。

（1）加工流程鐵模鑄造→正火處理→高溫去回火→粗加工→一次探傷→感應淬火→中溫回火→二次探傷（檢測淬火裂紋）→精加工。

（2）感應淬火的工藝規范根據曲軸感應淬火的技術要求，制定感應淬火的工藝參數，如表2所示。

（3）設備和工裝設備是曲軸專用的半自動淬火設備，可控硅中頻電源，馬鞍形感應器，濃度5%～8%PAG淬火液。

（4）處理后的檢驗結果曲軸淬火處理后各軸頸的淬硬層為3.0～4.0mm，淬火+回火后表面硬度45～52HRC，淬硬區域與側面的間距在5～6.5mm，淬硬區金相組織馬氏體6～7級，無淬火裂紋；淬火+回火后徑向圓跳動量≤0.5mm（測量中間主軸頸），滿足技術要求。

6.結語

曲軸是感應熱處理技術最理想的應用對象之一，曲軸經感應淬火后使用性能大大提高，有利于提高發動機性能，且大大降低生產成本。感應淬火技術越來越多應用于曲軸高端產品的生產。同時影響淬火質量的關鍵因素很多，如設備、工裝、材料、工藝參數等，設備工裝的及時維護、工藝方案的優化、過程的監督等，能有效的控制淬火質量隨著大功率發動機需求的不斷增加，曲軸感應淬火技術將得到更大范圍的應用，曲軸生產廠家由此也會獲得良好的收益。（jiao點com）

來源：金屬加工熱加工第21期  作者： 張立平，張學強，李永真

作者簡介：張立平、張學強、李永真，濱州海得曲軸有限公司。