[發明專利]一種42CrMo汽車驅動半軸的淬火工藝

無效

• 申請號: 200910311803.8
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN101705348A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 孫遠民;趙春德;孫栓;李超;溫志高;朱旭;李詩輝;張金國
• 申請（專利權）人: 南召縣興隆汽車配件有限責任公司
• 主分類號: C21D9/28
• 分類號: C21D9/28
• 代理公司: 南陽市智博維創專利事務所 41115
• 代理人: 楊青

技術領域

本發明涉及金屬熱處理技術，具體是一種42CrMo合金結構鋼制成載重汽車驅動半軸在熱處理調質時的淬火工藝。

背景技術

一般金屬熱處理技術資料上記載，42CrMo合金結構鋼制成的工件在淬火時多用20～30^#機械油作為淬火介質進行冷卻而不用水。這是因為42CrMo的淬透性比較高，由于油的冷卻能力低，特別在350℃以下，工件在油中冷卻速度很慢，因而減小了工件的變形和開裂。水作為淬火介質，廣泛應用在含碳量為0.45％以下的碳鋼和低碳合金鋼的淬火中，但水在含碳量為0.40％以上的中碳合金鋼淬火中并不是理想的淬火介質，圖1是合金結構鋼42CrMo的C曲線，參看圖1，因為水在800～500℃的區間，由于形成蒸汽膜并包圍工件，使工件冷卻較慢，而這時正是在C曲線鼻尖區的左邊，需要快冷。如果冷卻慢而進入鼻尖區，將得不到馬氏體組織或有軟點，達不到淬火的目的。而在不需要快冷的區域，即在350℃以下(42CrMo馬氏體的轉變點是310℃)水處于沸騰階段，其冷卻速度由于蒸汽膜的破壞而迅速增加，易使馬氏體的轉變速度也增快，造成極大的組織應力，使工件變形，嚴重時工件開裂而報廢。

機械油作為淬火介質也存在一定的缺點，機械油與熾熱的工件接觸會是使油氣化和分解，產生有害氣體和老化，消耗大，需不斷過濾舊油，增加新油，而且工件淬火的初始溫度為860℃左右，已達到機械油燃點。用機械油淬火易造成火災必須加大防范，配置足夠的滅火器材等，加大生產成本。

水溶液也可用作為淬火介質，水溶液有鹽水溶液(5～10％NACL)、堿水溶液(10～15％NAOH)、聚乙烯醇水溶液、聚醚系列水溶液、氯化鈣水溶液以及三硝，二硝水溶液等。鹽水和堿水溶液用的比較廣泛，是比較理想的碳鋼介質，淬火后要清洗干凈，否則會造成工件腐蝕。其他水溶液不是價高就是不安全或對環境有影響。所以42CrMo材料熱處理調質淬火都不推薦水溶液作為淬火介質。

發明內容

本發明的目的是提供一種42CrMo汽車驅動半軸的淬火工藝，采用水作為淬火介質，在達到淬火目的的同時，可降低生產成本，利于環保。

實現上述目的采取的技術方案是：

一種42CrMo汽車驅動半軸的淬火工藝，采用以下步驟：

①采用水作為淬火介質，將水溫控制在30～60℃范圍內；

②將工件加熱到淬火溫度840±20℃，保溫90～120分鐘后，放入水中，不停擺動工件，并用壓力為0.2～0.4MPa，流速為1～2.5m/s的水流沖擊工件；

③10～20秒后停止擺動和沖擊工件；

④工件在水中停留60～120秒后從水中取出，至此淬火完成。

經測試，工件硬度值在HRC52～60范圍內，獲得的馬氏體組織金相評級在37級，符合技術要求。

本發明淬火工藝機理：

工件加熱到淬火溫度后放入介質，不停地擺動工件和用高壓高速水流沖擊工件，其目的是為了破壞水在800～500℃的區間處于蒸汽膜階段形成的蒸汽膜，補充低溫冷卻水吸收熱量，從而使工件在高溫下迅速冷卻，獲得馬氏體組織，從而達到淬火目的；10～20秒后，淬火處于馬氏體轉變溫度區(300～100℃)，此時需要慢冷，而水處于沸騰階段，已不需要擺動工件和用高壓高速水流沖擊工件。將水溫控制在30～60℃較高范圍內，目的是讓比較高的水溫來保持工件的緩慢降溫，防止工件冷卻速度過快，使馬氏體轉變速度過快而產生很大的內應力，出現工件變形甚至開裂的現象；在60～120秒后從水中取出工件，結束淬火工藝，這時工件溫度已降到100℃左右，可利用工件余熱進行后序的低溫回火，消除工件部分應力，從而取得比較好的調質效果。

本發明與已有技術相比具有的優點：

采用水作為淬火介質，利用水來源廣、價格低、成分穩定不易變質、對環境無污染的優點，通過淬火工藝控制，在達到淬火效果的同時，降低了生產成本并利于環境保護。

附圖說明

圖1是合金結構鋼42CrMo的C曲線。

具體實施方式

本例以奔馳雙三鍵汽車驅動半軸為例，對本發明作進一步描述：

產品：42CrMo合金結構鋼汽車驅動半軸。

技術要求：表面硬度HRC52～64，金相為馬氏體3～7級。

42CrMo材質的載重汽車半軸熱處理調質淬火采用連續大批量生產，采用水作為淬火介質，修建了幾個水池，構成循環水，即利于控制水溫，又節約水資源，淬火工藝步驟為：

(1)將水溫控制在45～50℃范圍內；