大型齒輪軸零件時(shí)2450mm中板熱軋機(jī)上的關(guān)鍵零件，采用淬透性好的34CrNi3Mo鋼制造。上齒輪軸重20.272t，下齒輪軸重22.81t，成品直徑是1160mm,中心距為1100mm，模數(shù)為30mm，齒數(shù)為32.齒輪銑齒后熱處理淬火硬度是302-341HBW。這種大型鍛件齒輪軸綜合力學(xué)性能要求高，熱處理和加工采用先調(diào)質(zhì)處理，保障工件芯部力學(xué)性能，接著粗銑齒，隨后加快中頻加熱淬火處理，處理后工件綜合力學(xué)性能良好，工件變形小，達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)要求，獲取良好的效果。

生產(chǎn)實(shí)踐表面，齒輪軸采用快速加熱淬火工藝和相關(guān)措施，工件齒面及軸全長變形比整體加熱開槽調(diào)制小，因而齒面的加工留量可減少1/3-1/2.

齒輪軸采用加速加熱淬火處理，齒面硬度可達(dá)到340HBW，綜合力學(xué)性能良好。進(jìn)一步改進(jìn)工藝，可在齒輪軸滿足技術(shù)要求條件下，取消調(diào)質(zhì)處理，以縮短生產(chǎn)周期和降低產(chǎn)品成本。同時(shí)，工件加速加熱時(shí)，在高溫段的保溫時(shí)間延長，加大工件透熱深度，有助于齒輪軸整體強(qiáng)度提高，提高齒輪軸的產(chǎn)品性能和工件壽命。

該齒輪軸處理后裝機(jī)生產(chǎn)使用，工件運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，耐磨性好，綜合技術(shù)性能優(yōu)良，生產(chǎn)運(yùn)行效果令人滿意。

空心輥中頻感應(yīng)加熱淬火變形缺陷分析與工藝改進(jìn)措施

當(dāng)連軋熱輸出輥道大型空心輥采用45鋼無縫鋼管制成，兩端熱裝配軸頭。技術(shù)要求為：輥面硬度≥40HRC，輥面變形≤1.00mm，中部收縮≤0.70mm。熱處理采用中頻感應(yīng)加熱表面淬火，設(shè)備頻率要在1-8KHZ，單圈感應(yīng)器連續(xù)淬火加熱噴水冷卻。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，空心軸淬火出現(xiàn)較大的變形，而大軋輥類工件矯正十分困難，效果不好，造成不少工件因變形過大而報(bào)廢。嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和正常生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)損失較大。試驗(yàn)和生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，輥面淬火后，出現(xiàn)輥面直徑縮小而輥身伸長；空心棍表面淬火時(shí)，還產(chǎn)生輥面彎曲變形。分析認(rèn)為，空心輥熱處理出現(xiàn)的變形是感應(yīng)加熱中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力引起工件不均勻塑性變形的結(jié)果。在熱處理過程中，工件實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)是熱應(yīng)力和組織應(yīng)力符合作用的結(jié)果。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種符合作用表現(xiàn)為工件產(chǎn)生中部收縮和彎曲變形和淬火加熱溫度密切相關(guān)。分析認(rèn)為認(rèn)為這是感應(yīng)加熱升溫快，過熱度大，故奧氏體溫度比Ac3高70-150℃。45號(hào)鋼工件加熱是840℃。奧氏體化還未完全完成，急冷后不 能獲得完全馬氏體組織，故相變應(yīng)力并不明顯，此時(shí)熱應(yīng)力起主導(dǎo)作用；當(dāng)淬火溫度升高，工件冷卻后馬氏體轉(zhuǎn)變量加大，抵消了部分熱量應(yīng)力作用，使變形量減??；加熱溫度升至870℃時(shí)，工件完全奧氏體化，冷卻中全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，此時(shí)相變應(yīng)力最大，工件變形量最小，淬火溫度在升高，相變應(yīng)力和870℃時(shí)一樣，不在增大，而熱應(yīng)力由于溫度升高而加大，熱應(yīng)力起主導(dǎo)作用，工件現(xiàn)實(shí)明顯的熱應(yīng)力變形。由此可以看出，空心軸采用860-870℃感應(yīng)淬火溫度較佳。

因此提出一下措施進(jìn)行淬火：

（1）工件感應(yīng)淬火加熱溫度為860-870℃。

（2)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)不得晃動(dòng)，注意尾架彈簧不可壓的太緊；工件和感應(yīng)器噴水位置應(yīng)同心對中，感應(yīng)器噴水器水平放置，不可歪斜。

（3）主軸旋轉(zhuǎn)線速度應(yīng)大于感應(yīng)器上升速度，以使工件冷卻均勻更好，工件表面硬化后硬度更均勻一致。噴水環(huán)噴水孔應(yīng)分布均勻，進(jìn)水口不少于3個(gè)，以保證噴水量穩(wěn)定和均勻。

（4）回火時(shí)工件應(yīng)凸面向上，兩端墊起，以減少彎曲變形。

生產(chǎn)中采用上述工藝改進(jìn)措施后，效果明顯，空心棍中部收縮變形從1.10降至0.24,彎曲變形從1.30mm下降至0.30mm左右，滿足了技術(shù)要求指標(biāo)，產(chǎn)品想能優(yōu)良，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。