二軸是汽車EQ1060變速器機(jī)構(gòu)的重要零件，工件材料為20CrMnTi鋼。二軸在經(jīng)過高頻爐設(shè)備加熱之后才能使用。氣體加熱厚度為0.9-1.3mm，表面硬度為58～63HRC，心部硬度為30-45HRC，螺紋部位硬度≤45HRC。變速器二軸熱處理工藝生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，二軸使用中出現(xiàn)早期斷裂失效現(xiàn)象。

檢驗發(fā)現(xiàn)，二軸斷裂部位多發(fā)生于螺紋與花鍵連接部位。工件硬度檢驗為：表層平均硬度為747.76HV，心部平均硬度為308.84HV。金相組織觀察發(fā)現(xiàn)，二軸心部組織是板條馬氏體+游離鐵素體，鐵素體呈小白塊狀；表層組織為針狀回火馬氏體+少量細(xì)碳細(xì)碳化物。試樣檢驗發(fā)現(xiàn)，螺紋部分有碳滲入。

分析認(rèn)為，二軸螺紋部位在高頻爐設(shè)備加熱時會出現(xiàn)滲碳，而滲碳是工件脆化、硬度偏離和產(chǎn)生裂紋的重要原因。技術(shù)條件規(guī)定，螺紋部位應(yīng)涂敷防滲劑，以防碳的滲入。從金相檢驗可知，該處出現(xiàn)針狀馬氏體，并且硬度偏高，表明該處已經(jīng)滲碳硬化。滲碳后工件硬度高、脆性大，開裂傾向增大，而且馬氏體微觀組織缺陷易產(chǎn)生微裂紋和較高組織應(yīng)力和殘留熱應(yīng)力疊加的應(yīng)力集中，因而螺紋部位在外力作用下易出現(xiàn)裂紋開裂現(xiàn)象。二軸造成早期斷裂的另一原因是裝配不當(dāng)，裝配應(yīng)力過大。螺紋部位螺母用大氣槍擰裝裝配，產(chǎn)生很大沖擊力，測定沖擊扭矩達(dá)315N.m，在高沖擊力和扭矩作用下，螺紋部位高頻爐設(shè)備加熱微裂紋和應(yīng)力集中加快裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致工件斷裂失效。

綜上分析，高頻爐設(shè)備熱處理后二軸螺紋部位裂紋開裂防止措施如下：(1)螺紋部位滲碳前脫脂、去屑清洗后，涂敷防滲碳劑，應(yīng)涂敷均勻完整，防止二軸螺紋部位滲上碳，導(dǎo)致硬化脆化缺陷。(2)二軸工件裝配總成時，應(yīng)盡量減少沖擊載荷及沖擊應(yīng)力和減輕扭矩作用，應(yīng)采用小氣槍代替大氣槍進(jìn)行螺母擰緊裝配，扭矩應(yīng)≤180.m，防止沖擊力和扭矩過大造成工件開裂。(3)提高二軸機(jī)加工表面質(zhì)量，使其表面粗糙度降低，有助于提高工件疲勞強(qiáng)度。二軸采用上述防止措施后，工件質(zhì)量優(yōu)良，達(dá)到了技術(shù)要求指標(biāo)，未出現(xiàn)裂紋斷裂失效事故，生產(chǎn)運(yùn)行良好。