斜齒輪軸是風(fēng)機(jī)（8M、9M）的重要零件，采用合金結(jié)構(gòu)鋼20CrMnTi鋼制造。熱處理采用滲碳淬火表面強(qiáng)化處理。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，斜齒輪軸滲碳后出現(xiàn)縱向開(kāi)裂，造成成批產(chǎn)品報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失較大。經(jīng)分析缺陷產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)采用高頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行熱處理，效果良好。

    檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，斜齒輪軸開(kāi)裂部位均在φ106mm和φ101mm軸徑處，齒部無(wú)裂紋斷裂缺陷。分析認(rèn)為，齒輪軸滲碳后空冷中熱應(yīng)力不大，并且熱應(yīng)力在表面呈壓應(yīng)力狀態(tài)，故熱應(yīng)力不會(huì)引起工件表面出現(xiàn)裂紋。如果滲碳件次表層發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，造成表面受拉應(yīng)力的應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)表層拉應(yīng)力超過(guò)工件斷裂強(qiáng)度時(shí)，零件產(chǎn)生裂紋和開(kāi)裂。

    檢驗(yàn)和分析證實(shí)了上述觀點(diǎn)。金相檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，斜齒輪軸表層組織為托氏體+碳化物，次表層為馬氏體組織，內(nèi)層為索氏體組織。工件形成上述組織和各層碳含量及冷卻條件密切相關(guān)。滲碳后，齒輪軸表面呈過(guò)共析成分，次表層為共析成分或準(zhǔn)共析成分，次表層向里則為亞共析成分。在此狀態(tài)下按原工藝空冷，因珠光體轉(zhuǎn)變?cè)杏�期不同，工件表面形成托氏體組織，次表層產(chǎn)生馬氏體組織，這樣工件表面形成拉應(yīng)力而導(dǎo)致工件表面產(chǎn)生裂紋和開(kāi)裂。

    根據(jù)以上分析，提出改進(jìn)工藝。采用高頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行熱處理，加熱溫度為910℃，工件空冷至200-300℃左右時(shí)（馬氏體相變點(diǎn)以上），增加工件回火處理，溫度為550℃。此時(shí)工件中的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇象w，避免產(chǎn)生馬氏體，從而消除工件表面拉應(yīng)力和開(kāi)裂現(xiàn)象。

    很多廠家采用高頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出來(lái)的斜齒輪軸性能良好，未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)運(yùn)行良好。