凸輪軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的重要零件，其主要作用是使氣閥俺一定時(shí)間開(kāi)啟或關(guān)閉，工作過(guò)程中，凸輪軸出承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷外，主要承受交變擠壓應(yīng)力以及挺桿的磨察作用。該凸輪軸材料為45號(hào)鋼，采用圓形感應(yīng)器中頻感應(yīng)退火淬火表面強(qiáng)化。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，凸輪淬火發(fā)現(xiàn)桃尖出淬裂，切向方向的淬火硬度層達(dá)不到要求，工件廢品率達(dá)到28%。

檢驗(yàn)斷口發(fā)現(xiàn)，宏觀斷口呈灰亮色金屬光澤。粒狀結(jié)構(gòu)，其裂紋沿桃尖圓弧處崩落，這表明裂紋起源于淬硬層內(nèi)部。

分析認(rèn)為，凸輪桃尖部位產(chǎn)生淬火裂紋與以下因?yàn)橛嘘P(guān)：

（1）凸輪桃尖位置截面尺寸變化較大，淬火加熱時(shí)該處易引起應(yīng)力集中。

（2）原材料缺陷。經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工件材料中38.5%碳含量超標(biāo)，隨碳含量臧佳，工件淬裂傾向加大。

（3）工件冷加工應(yīng)力使工件存在殘留應(yīng)力，工件感應(yīng)加熱淬火時(shí)和熱應(yīng)力組織應(yīng)力疊加，造成凸輪軸脆裂，冷加工殘留應(yīng)力增大了淬裂危險(xiǎn)。

（4）感應(yīng)器設(shè)計(jì)形狀尺寸的影響。原設(shè)計(jì)圓形感應(yīng)器為直徑58x12mm。效果不佳。中頻加熱時(shí)，桃尖部位溫度偏高，各部位溫差大。噴水冷卻后，發(fā)現(xiàn)淬應(yīng)層組織出現(xiàn)大量含碳不均的馬氏體組織，其中低碳馬氏體呈黑色，包色區(qū)域?yàn)楹驾^高的馬氏體組織。不同組織造成中頻感應(yīng)加熱淬火后由組織應(yīng)力，熱應(yīng)力機(jī)工件冷加工殘留應(yīng)力疊加形成的工件桃尖處拉應(yīng)力峰值并位于淬硬層內(nèi)側(cè)，造成工件淬裂。

根據(jù)以上分析，提出工藝改進(jìn)措施及對(duì)策如下：

（1）嚴(yán)格控制工件材料成分和力學(xué)性能，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在0.43%-0.48%之間

（2）優(yōu)化預(yù)備熱處理。工件坯件正火后晶粒度應(yīng)為6-8級(jí)。

（3）采用8字形感應(yīng)器。試驗(yàn)表明，采用圓形和弧形感應(yīng)器，出現(xiàn)桃尖部位裂紋較多，不能滿足技術(shù)要求，采用8字形感應(yīng)器后，桃尖處與其他部位溫差小，感應(yīng)器有效圈制成大倒角裝，倒角部位設(shè)有噴水孔，冷卻均勻，淬火組織優(yōu)良，達(dá)到技術(shù)要求，器淬火硬化層均勻。

凸輪軸中頻感應(yīng)退火淬火采用上述改進(jìn)措施后，工件淬火組織良好，工件性能優(yōu)良，基本消除了桃尖處淬火裂紋，工件成品率達(dá)97%-98%，生產(chǎn)運(yùn)行良好。