45钢蜗杆淬火工艺的改进

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图1是我厂生产的150小四轮转向机蜗杆，要求齿部硬度＞45HRC，无裂纹。原来采用为20Cr钢经渗碳后盐炉淬火，现改为45钢后，可直接盐浴淬火。不仅节约了材料费，而且取消了渗碳，大大降低了生产成本。
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我们制定了3种试验工艺及处理结果如下：

      (1)常规淬火830±10℃盐炉加热，保温6min，水冷；200±10℃保温2h回火后，经检查，蜗杆齿部硬度都在50HRC以上。用肉眼观察，发现有裂纹的蜗杆达10%左右。裂纹皆在齿部，开裂处的厚度大都在3～6mm，这正处于45钢常规淬火危险尺寸范围以内，与文献的结论一致。

      (2)亚温淬火780±10℃盐炉加热，保温8min，水冷；200±10℃保温2h回火后，经检查，蜗杆齿部硬度都在45HRC以上，经磁粉探伤检查，未发现淬火裂纹。

      (3)零保温淬火830±10℃盐炉加热，保温2min，水淬油冷；200±10℃保温2h回火后，经检查，蜗杆齿部硬度都在45HRC以上，磁粉探伤未发现淬火裂纹。对蜗杆齿部淬硬层检查，淬硬层最深处不超过3mm。

      45钢蜗杆零保温淬火之所以没裂纹，且硬度合格，我们认为，蜗杆在830±10℃加热时，齿表面快速升温，当表面达到淬火温度时，齿心部还处在相变点以下，这时淬火，避开了45钢淬火裂纹的危险尺寸，而且变形小。其次水淬、油冷分级淬火，减小了淬火应力，减少了淬火开裂倾向。最后零保温淬火时，齿表面保温时间几乎是零，因而晶粒细小，而且淬硬层区仍有未转变的铁素体。

     用零保温淬火工艺对蜗杆处理达3万余件，没发现一处裂纹，经抽查，硬度都在45HRC以上。我们认为，45钢零件表面淬火时，可在盐浴炉采取零保温加热淬火工艺。这样不仅可以得到合适的表面硬度，而且可以避免产生裂纹。