變速箱輸入軸熱處理工藝
2019-07-09 閆保秋
（河北鋼鐵集團宣工公司）
1.技術(shù)攻關(guān)的確定
我公司430馬力推土機變速箱采用行星減速結(jié)構(gòu)，輸入軸細(xì)而長，在工作過程中承受較大的扭矩，有4段花鍵，要求圓跳動≤0.15mm，如圖1所示。
材料是42CrMo，技術(shù)要求做到熱處理硬度達48～55HRC，工藝路線：鍛造→正火→粗加工→精加工→銑花鍵→熱處理→校直→磨削加工→探傷→裝配。熱處理采用RJJ-105井式爐保護氣氛加熱，具體工藝如圖2所示。
熱處理后硬度滿足技術(shù)要求，但零件變形較大，全長變形量在4～6mm，因零件強度較高，采用冷校直不能達到技術(shù)要求，校直采用熱點校直和油壓機冷校直相結(jié)合校直。這樣在輸入軸上形成局部軟點，影響輸入軸的強度，在工作過程中偶有輸入軸斷裂事故，嚴(yán)重影響推土機質(zhì)量。為解決該問題技術(shù)部立項進行攻關(guān)。
2.分析和改進措施
對斷裂的輸入軸進行檢測，表面硬度53～54HRC，心部硬度49～50HRC，說明零件在淬火時已經(jīng)全部淬透。因此，零件強度很高，韌性很差，校直時主要靠熱點校直的熱應(yīng)力來校直，故在局部形成更大的內(nèi)應(yīng)力，并且熱點校直時局部形成軟點。從斷裂的位置來看，正好是在熱點位置斷裂。進一步確認(rèn)輸入軸斷裂與熱點校直有直接關(guān)系。
為避免采用熱點校直，同時保證零件的強度，采用淬硬性較低的材料20CrNiMoH代替42CrMo，將零件在鍛造后增加一道高溫正火工序，進一步穩(wěn)定和改善組織，熱處理工藝采用溫度較低的碳氮共滲淬火，如圖3所示。
為了減少熱處理變形，在零件軸端面鉆一M16工藝孔，專門設(shè)計了豎直吊裝工裝如圖4所示，進行工藝試驗，熱處理后零件表面硬度58～63HRC，心部硬度35～40HRC，變形量在2mm以內(nèi)，因零件心部硬度較低，韌性較好，采用油壓機冷校直，很容易達到技術(shù)要求。裝機驗證半年，質(zhì)量穩(wěn)定，完成質(zhì)量攻關(guān)，現(xiàn)已批量生產(chǎn)。
3.結(jié)語
通過本次工藝改進，解決了輸入軸斷裂問題和細(xì)長軸的校直問題，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，細(xì)長軸采用吊裝方式可以明顯減少軸變形，同時也進一步明確，在關(guān)鍵零件校直時，一定要慎用熱點校直。
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