半軸是汽車后橋受扭矩及一定沖擊力的重要結(jié)構(gòu)件，是傳遞動(dòng)力的主要部件之一，在工作過(guò)程中將主減速器、差速器傳來(lái)的扭矩最后傳給驅(qū)動(dòng)車輪，即起到傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭力和驅(qū)動(dòng)后橋圓錐齒使車輪前進(jìn)的作用，花鍵受力處既有滑動(dòng)又有沖擊，半軸的使用壽命取決于花鍵齒的抗壓能力，要求有較高的靜扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)疲勞壽命、良好的耐疲勞性能及沖擊韌性等，較深的硬化層等，來(lái)滿足實(shí)心半軸的正常需要。

 (1)材料的選擇和技術(shù)要求

汽車半軸通常采用中碳鋼或中碳合金鋼等制造，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。為了防止出現(xiàn)淬火開裂，采用浸油或浸水的冷卻方法，中頻淬火采用水、聚乙烯醇或聚醚溶液作為冷卻介質(zhì)，可有效地抑制淬火裂紋的發(fā)生。通常載重車采用全浮式半軸，易損壞部位在桿部和法蘭連接處，或受沖擊扭轉(zhuǎn)花鍵以及花鍵與桿部連接處，產(chǎn)生疲勞斷裂，其使用壽命主要取決于花鍵齒的抗壓和耐磨性能。而小客車為半浮式半軸。

對(duì)小型汽車大多使用40Cr、40MnB，對(duì)于直徑小于40mm的半軸采用中碳調(diào)質(zhì)鋼如40、45鋼等，而重型汽車的半軸則采用淬透性較高的合金結(jié)構(gòu)鋼如40Cr、40CrMn、40MnB、40CrMo、40CrNiMo、47MnTi、40CrMnMo、40CrMnTi、40CrNi等。

(2)半軸的預(yù)備熱處理工藝

半軸通常采用中碳鋼或中碳合金鋼等制造，個(gè)別采用低碳鋼滲碳后進(jìn)行淬火處理。汽車半軸的調(diào)質(zhì)處理的目的是為了獲得均勻一致的回火索氏體組織，使半軸心部具有良好的綜合力學(xué)性能，確保基體的強(qiáng)度和良好的韌性，為最終的表面淬火作好組織上的準(zhǔn)備。

 (3)半軸的表面淬火處理

對(duì)輕型載重車和小轎車的法蘭盤式半軸（直徑在50mm以下）的淬硬層深度按要求確定見圖3-39，這里以40Cr為例簡(jiǎn)述半軸的表面淬火技術(shù)要求：淬火前調(diào)質(zhì)基體硬度為321～375( HBS)，淬火后的硬度達(dá)到45～58( HRC)，回火后的硬度均要求在45～50( HRC)，硬化層深在2.5～5mm之間。

一般汽車半軸采用圓環(huán)感應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)淬火加熱，為了加強(qiáng)加熱的效率，在有效圈上常裝有硅鋼片導(dǎo)磁體，槽口斜對(duì)法蘭圓角，目的是利用槽口效應(yīng)，將有效圈上中頻電流在圓角驅(qū)逐到與圓角對(duì)應(yīng)之處，此處在10s內(nèi)可得到迅速加熱，可以得到非常合理的表面硬化層。

其表面加熱淬火的工藝參數(shù)和技術(shù)要求如下：加熱功率為150～300kW，頻率為2500～3000Hz，半軸采用中頻感應(yīng)加熱表面淬火，冷卻水流速不小于10m/s，淬火后的工件表面壓應(yīng)力可達(dá)700～800MPa，經(jīng)過(guò)250℃回火后，降到400～500MPa。因此保證半軸表面存在一定的殘余壓應(yīng)力，將有助于使半軸有較高的疲勞強(qiáng)度，可采用自回火、也可在爐內(nèi)回火，溫度控制在180～250℃，時(shí)間為90～120 min。為了保證法蘭圓角的均勻加熱，可在感應(yīng)器上加導(dǎo)磁體。表面淬火后的回火一般在淬火后馬上進(jìn)行感應(yīng)加熱回火，隨后在井式爐或箱式爐中進(jìn)一步回火；也可感應(yīng)淬火后立即在爐中回火。事實(shí)證明前一種回火方式有利于防止回火前裂紋的產(chǎn)生。

半軸的表面淬火硬度可通過(guò)硬度計(jì)、銼刀進(jìn)行檢驗(yàn)，通常采用洛氏硬度計(jì)來(lái)判斷淬火后的硬度是否符合技術(shù)要求，在熱處理的實(shí)踐過(guò)程中，要確保零件表面的硬度合格。

半軸的校直盡可能是冷校，因用氧乙炔熱點(diǎn)加熱后，一旦溫度高于相變溫度，在急冷后形成粗大的馬氏體，應(yīng)力很大，因此半軸在受到反復(fù)載荷的作用，逐漸擴(kuò)張會(huì)出現(xiàn)疲勞斷裂。

感應(yīng)加熱采用多匝圓柱形感應(yīng)圈，以保證半軸加熱溫度的均勻，推薦的尺寸為Φ60mm×(15～25)mm，花鍵和桿部的淬火移動(dòng)速度分別為0.36m/min和0.30m/min。

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