行車起重機車輪組支架的感應淬火

感應熱處理的特點是能夠在非常短的時間內完成工件的表面淬火，近30年來在汽車制造業發展迅速，獲得了廣泛的應用車輪支架系上海某汽車公司生產的車型的國產化配套項目，產品生命周期為5年，平均年產量約30萬臺套即 60萬件，Zui高年產量42萬臺套。根據熱處理技術要求，同時考慮后續同類產品加工的通用性,選擇了整體式加熱淬火+自回火的工藝方案，完成了國產化任務。

車輪支架的材料為TL1438鋼，相當于國產38MnSiVS鋼，進口鍛造毛坯。

根據車輪的熱處理技術要求，擬訂了兩種工藝方案。方案1是整體式加熱，方案2是掃描式加熱試制了兩套感應器。鑒于工件形狀不規則，又分左、右向，設計夾具時要考慮通用性，即一套夾具能同時對工件左向和右向進行感應淬火,能上、下道工序選用同一個定位基準。

(1)整體式加熱淬火的工件端部①處未淬硬,需要加大功率,調整感應器尺寸R角③ 處熱量不易透人，加熱深度容易偏淺,但生產率高，符合大批量生產的要求。

(2)掃描式加熱淬火的工件的淬硬層深度和硬度均符合要求，但生產率低，有可能產生軟帶，影響產品的疲勞壽命。

整體式加熱淬火的效果較差，但淬硬層基本形狀與圖紙要求差距不太大，需要作一些工藝調整，如加大功率、調整感應器尺寸等，以使實際淬硬層深度特別是R角處的淬硬層盡量深些

經連續多件的加工測試,所有工件熱處理質量均符合圖紙要求,工藝穩定，機床和感應器運轉無故障，可以用于正常生產。在小批量試制完成后，進行臺架試驗，疲勞壽命達到了圖紙設計要求。

對比淬硬層形貌，進口件的硬化層形狀不是直線狀，可見進口件采用的是整體式加熱，硬化層分布雖然合格，但感應器的導磁體未調整到。國產件的硬化層形狀雖然也不是一條直線，但略優于進口件。

顯微組織分析表明，進口件和國產件淬硬層組織無明顯差異,均為細小的回火馬氏體,馬氏體級別均為4~5級(按JB/T 9204標準。

考慮產量因素，上下道工序生產線的生產節拍為每件約48s。根據試驗結果，包括上、下料等輔助時間,采用整體式加熱每件約需要40 s，可以與上、下道工序的節拍相匹配,生產過程中不會形成瓶頸。而采用掃描式加熱每件約需要52 s,在生產過 程中可能會形成瓶頸。因此，Zui終決定采用整體式 加熱淬火方案

車輪支架整體式加熱時淬硬部位一次完成，不易形成軟帶，且生產率高，利用淬火余熱進行自回火，工藝簡單。但是感應器結構較復雜,工藝調整不方便，感應器壽命不夠穩定?

零件的疲勞強度與其表面應力值有明顯的對應關系，即壓應力大，疲勞強度和疲勞壽命提高, 感應加熱表面淬火的零件由于淬火層中馬氏體比容增大，能形成相當大的殘余壓應力,較深的淬硬層深度有助于提高車輪支架的疲勞壽命，特別是應力集中的R角部位。

車輪支架國產化過程充分考慮了生產率、 成本和環境保護，國產化后產品的各項指標均達到了進口件的水平。