陶凤云 刘继全

(二重(德阳)重型装备有限公司，四川618013)

15CrNi4MoA钢渗碳后具有高的表面硬度、耐磨性和接触疲劳强度，而心部碳含量低，韧性好，可承受高冲击载荷，一般用于制作耐冲击载荷的大中型轴承、轴等渗碳件。十字万向接轴是轧机生产线领域的重要传动产品，由于轧制力矩大、冲击载荷频繁、冲击载荷巨大等特点，对接轴的要求非常高，特别是在运行平稳性和寿命方面，而十字轴作为接轴中的核心零件，其产品质量直接影响万向节的使用寿命。公司生产的十字轴零件材料为15CrNi4MoA，要求渗碳淬火硬度58～62HRC，随炉试棒心部力学性能应达到Rp0.2≥950 MPa，A≥12%，KU2≥100 J。主要存在的问题是十字轴材料属于高Ni渗碳钢，Ni元素可以提高材料的淬透性，提高材料的冲击韧性等，但是Ni元素扩大奥氏体区，尤其是表面渗碳后，碳浓度增加，马氏体转变Ms点急剧降低，造成淬火后渗碳层残余奥氏体过多，从而导致十字轴渗碳淬火后表面硬度偏低，硬度普遍为55～58HRC，无法满足技术要求。

为解决渗碳淬火十字轴硬度偏低问题，公司进行了一系列的渗碳淬火工艺优化[1]，并进行了渗碳淬火后的液氮浸泡式深冷工艺试验，经深冷后零件表面硬度显著提高，但浸泡式深冷工艺处理温度过低，为-196℃，每次消耗液氮量极大，成本极高，且深冷工序对15CrNi4MoA钢表层组织和心部性能的影响尚不明确，现有的技术资料缺乏相关的力学性能数据。因此，为更进一步全面解决十字轴硬度和组织问题，需进行15CrNi4MoA钢冷处理工艺技术研究，对比不同处理工艺对15CrNi4MoA钢渗碳淬火表层组织和心部性能的影响，形成最优的十字轴渗碳淬火工艺方案，这对于提高十字轴产品质量，降低渗碳淬火工序冷处理成本，具有重要的实际生产意义。……