蝸輪蝸桿在使用過程中有裂紋產(chǎn)生甚至有斷裂傾向，這對安全生產(chǎn)有很大的危害。蝸桿工藝要求:蝸桿齒部硬度大于45HRC,芯部硬度不大于30HRC。原熱處理工藝采用20Cr鋼經(jīng)滲碳后鹽爐淬火。金相分析發(fā)現(xiàn)：蝸輪蝸桿表面硬度符合工藝要求,但是芯部硬度偏高，很明顯滲碳時的碳已擴(kuò)散到芯部,使芯部硬度偏高韌性不足內(nèi)應(yīng)力增大,內(nèi)應(yīng)力增大等是產(chǎn)生裂紋和斷裂傾向的根源；而且我們認(rèn)為20Cr滲碳后鹽爐淬火這樣的二步熱處理生產(chǎn)成本比較高且變形量大，淬火后變形量大往往需要再增加一道校直工序,使生產(chǎn)周期和成本進(jìn)一步提高。
第一種熱處理工藝:鹽爐加熱溫度840～850℃，保溫10min，水冷，低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸桿齒根部硬度都在50HRC以上,淬硬層深度約2.5mm。磁粉探傷和金相分析發(fā)現(xiàn)大部分蝸桿有細(xì)小裂紋,裂紋都位于齒根部，平均長度4～5mm，這是因?yàn)槲仐U齒根部的直徑正好處于45鋼常規(guī)淬火危險(xiǎn)尺寸范圍內(nèi)。
第二種熱處理工藝:鹽爐亞溫加熱780～790℃，保溫10min，水冷，低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸桿齒部硬度都在45HRC以上，淬硬層深度約2mm，顯微硬度檢測發(fā)現(xiàn)硬度梯度分布合理。磁粉探傷檢測和金相分析均未發(fā)現(xiàn)蝸桿有淬火裂紋。
第三種熱處理工藝:鹽爐加熱溫度840～850℃，零保溫1~2min，水淬油冷，低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸桿齒部硬度都在45HRC以上，淬硬層深度約2mm。顯微硬度檢測發(fā)現(xiàn)硬度梯度分布合理。磁粉探傷檢測和金相分析同樣未發(fā)現(xiàn)淬火裂紋。
試驗(yàn)結(jié)果證明45鋼蝸桿采用降低淬火加熱溫度或減少保溫時間二種熱處理方法都能達(dá)到工藝要求。45鋼蝸桿亞溫加熱淬火之所以沒裂紋且硬度合格，這是因?yàn)槲仐U齒表面剛達(dá)到淬火溫度而蝸桿齒芯部尚未達(dá)到淬火溫度不發(fā)生相變。同樣45鋼蝸桿零保溫鹽爐淬火之所以沒有裂紋且硬度合格，我們認(rèn)為蝸桿在840～850℃加熱時，齒表面快速升溫，當(dāng)表面達(dá)到淬火溫度時，齒芯部同樣還處在相變點(diǎn)以下，這時淬火避開了45鋼淬火裂紋的危險(xiǎn)尺寸區(qū)域，而且變形小。其次水淬、油冷分級淬火，減小了淬火應(yīng)力，減少了淬火開裂傾向。
但是這二種淬火工藝也有一定局限性：鹽爐亞溫加熱和零保溫淬火時，蝸桿齒表面或因?yàn)榧訜釡囟容^低或因?yàn)楸貢r間幾乎為零，因而晶粒都比較細(xì)小且淬硬層區(qū)尚有少量未轉(zhuǎn)變的鐵素體，所以這二種工藝**好用于表面硬度45～50HRC、對變形要求比較高的零部件，另外那些尺寸正好處于45鋼淬火裂紋危險(xiǎn)尺寸的零部件，也可以使用亞溫加熱淬火和零保溫淬火工藝以避免產(chǎn)生淬火裂紋。
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