阙长正

(镇江飞亚轴承有限责任公司 质量部，江苏 镇江 212005)

1 工艺分析及改进

我公司为某汽车变速箱公司配套生产的轴套结构如图1所示，轴套有效壁厚只有2.5 mm。该轴套要求在渗碳淬、回火后,表面硬度为650～800 HV,心部硬度为350～450 HV,有效硬化层深度为0.60～0.80 mm。

轴套采用20CrMnTi材料制造,原采用箱式多用炉910 ℃渗碳后850 ℃直接淬火工艺，经180 ℃回火后，表面硬度为739 HV，有效硬化层深度为0.75 mm，心部硬度达450～470 HV(为板条状马氏体)，后者不符合产品技术要求。

现对原工艺进行改进，将直接淬火温度由850 ℃分别降低至830和800 ℃，回火温度由180 ℃提高到210 ℃。结果是表面硬度和有效硬化层深度均合格，心部组织仍以板条状马氏体为主，硬度高达450～460 HV。心部组织金相照片如图2所示。

图2 改进工艺后心部组织金相照片(500×)

提高回火温度对降低表面硬度有一定的影响,但对心部硬度影响不大，心部硬度由其组织决定。要想降低心部硬度,就必须获得板条状马氏体(低碳马氏体)+允许少量的游离铁素体组织。由于该产品壁厚较薄,降低淬火温度或提高回火温度对心部硬度影响不大，应采用先渗碳,再重新加热淬火的方法[1]。

2 工艺试验

采用RQ4-60-9D井式炉渗碳，渗碳温度为 910 ℃ ，轴套经渗碳后置于缓冷桶中。采用托辊式网带炉淬火，各区的淬火温度分别为830，810和800 ℃。轴套心部组织金相照片见图3～图5，硬度检测结果如表1所示。心部组织依据JB/T8881—2001进行评级[2]，其中1～3级为合格。

图3 板条M+少量细条状及小块状铁素体F(500×)

图4 板条M+条状及块状铁素体F(500×)

图5 板条M+多量的块状铁素体F(500×)

表1 不同淬火温度下测得的轴套硬度值

试验表明：将轴套改为井式炉渗碳后，缓冷出炉，再采用网带式淬火炉重新加热，淬火温度为810～830 ℃，180 ℃回火后组织为部分板条状马氏体M和少量铁素体F，心部硬度也随之降至370～420 HV。这是由于渗碳后再重新加热淬火[3]，较原工艺而言降低了材料的淬透性，另外重新加热和冷却时的临界温度也不一样，所以同样的淬火温度,心部硬度会不一样，从而很好地满足了产品的技术要求。

3 结束语

改进后的热处理工艺应用到轴套批量生产中，心部硬度偏高问题得以解决，产品质量得到了用户的认可。但心部出现了一定的铁素体F，生产中需严加控制，避免过多出现铁素体F，否则会降低零件的强度，进而可能导致轴套过早损坏。