IE1671 駆動輪軸 (図 1 を参照) は、低速で高トルクの軸です。 これは、車両トランスミッション アセンブリでトルクを伝達して車輪の回転を駆動する上で重要な役割を果たし、車両の重要な安全部品です。 誘導加熱処理（局所的な表面加熱）の特性上、スプラインの先端や段差の鋭利な角に誘導加熱を施すと、この部分が過熱しやすくなり、結晶粒が粗くなります。 また、ドライブホイールシャフトの特殊な構造により（Rラウンドコーナーの硬化層は7mmより深くする必要があります; Acuity 47 HRC硬度、硬化層の深さ3〜16 mm、結晶粒度とマルテンサイト含有量の90つの仕様があります5% 以上のレベル 0.6 以上の複数の技術要件)、同時に、過熱しやすい硬化層の深さを確保し、丸みを帯びた部分の粗い粒子につながり、ボルト穴の端が XNUMX mm のルートから離れていることを確認します。硬化しやすく、冷却速度が速くなり、相変態応力、熱応力が大きくなり、さらに硬化性と材料が優れているため、焼入れ時の変形と割れの傾向が大きくなります。
図 1 の資料は IE1671 ドライブ ホイール シャフト図です。
この問題を解決するために、この種の中周波高周波焼入れプロセスの駆動車軸について研究し、電気誘導焼入れプロセスの最適化パラメータ、工具および固定具の設計、および一連の実験作業を通じて、駆動車軸に適したセットを開発しました。生産の最良のプロセス、不良品率を下げると同時に、高品質、低コスト、環境に優しい製造目標の低エネルギー消費を達成します。
1.技術要件
材料とプロセス: IE1671 は中国の 30CrMnMoB に相当し、その化学組成分析を表 1 に示します。サンプリング サイトのさまざまな深さとさまざまな場所での硬度測定と金属組織を図 2 に示します。 図２および図３ それぞれ3。
表１ 駆動輪軸の化学成分（質量分率）（％）
図。 2 駆動輪軸部品のサンプリング位置図
技術的要件: DB4.0.H1、H2、H3 ≥47HRC.硬化層の深さ、H1 セグメント: 7 ~ 16mm;セクション H2:7 ~ 12mm;セクション H3:3 mm;位置 A ≥7mm。
(a) 位置 1 の異なる深さでの硬度測定
(b) 異なる深さでの位置 2 での硬度測定
(c) 異なる深さでの位置 3 での硬度測定
(d) 異なる深さでの位置 4 での硬度測定
(e) 位置 1 の標準金属組織 (100×)
(f) 位置 7 の 1mm での標準的な金属組織 (100×)
(g)位置2の標準的な金属組織 (100×)
(h) 位置 7 の 2mm での標準的な金属組織 (100×)
(I) 3 位の標準金属組織 (100×)
(j) 位置 7 の 3mm での標準金属組織 (100×)
(k)4位の標準金属組織 (100×)
(l) 位置 7 の 4mm での標準金属組織 (100×)
(m) 5位の標準金属組織 (100×)
(n) 位置 7 の 5mm での標準金属組織 (100×)
図3
2. 高周波焼入れプロセス パラメータ
A. 工程計画の決定
使用するインダクタはリングインダクタで、その構造を図4に示します。センサーの直径は178mmで、水スプレーリングを備えたセンサーです。
図 4: IE1671 ドライブ ホイール シャフト (周波数誘導クエンチング センサーの場合)
(1) 硬化層の深さ
パーツの硬化層の深さは、電源周波数のサイズ、パーツの移動速度、修復力、センサー ギャップのサイズ、およびセンサーが予熱されているかどうかなどに関連しています。 IE1671動輪軸の中間周波焼入れに使用する装置は8000Hz、160kWです。 中周波高周波焼入れワークピース硬化層の深さは一般に 2 ~ 4 mm であるため、中周波高周波焼入れをドライブ ホイール シャフトに使用すると、従来の焼入れプロセスで 7 ~ 16 mm の硬化層の深さを達成することは非常に困難です。 したがって、焼入れプロセスは機器を解決するためだけに考えられ、部品自体が問題を解決することはできません。
(2) パーツの移動速度
他の条件が変わらない場合、部品の移動速度は硬化層の深さに反比例します。つまり、部品の移動速度が速いほど、硬化層の深さが浅くなります。 移動速度が遅いほど、硬化層は深くなります。 この部品の場合、中周波誘導焼入れ部品が移動速度を遅くする必要がある場合、移動速度が遅すぎるが、部品の焼入れ温度が高すぎる、部品の焼入れ組織がかさばる、スプラインの簡単な焼入れ亀裂の問題を引き起こす可能性がある場合、その理由は適切な部品の移動速度をテスト、デバッグし、技術要件の硬化層の深さ 7 ~ 16 mm を満たします。
(3) 加熱力
他の条件が変わらない場合、部品の加熱力が大きいほど、硬化層の深さが深くなります。 反対に、（部品が焼入れ温度に達することができるという前提の下で）部品の加熱能力が小さいほど、硬化層の深さは浅くなります。
(4) センサーギャップの大きさ
センサークリアランスが大きいほど、加熱速度が遅くなり、部品が相転移温度に達するまでの時間が長くなるため、硬化層が深くなります。 逆に硬化層の深さは浅くなっています。
（5）その他
部品の加熱は、焼入れ時の表面から中心への熱伝達によって得られますが、中間周波数誘導焼入れは、焼入れ時の二次表面から外面への熱伝達によって得られます。 最初の予熱と連続加熱急冷を実施すると、部品の燃焼時間が長くなり、硬化層が深くなり、表面温度が高くなりすぎません。
B. 電気パラメータの決定
(1) トランス比
インダクタの構造と実際の経験に基づいて、プロセス最適化テストの後に 20:1 が選択されました。
（2）電気的パラメータ
プロセス最適化テスト後、電源電圧: U=500 ~ 600V; 電流: I=100 ~ 120A; キャパシタンス C はギア 1、3、6 (左から) に設定; 力率: cos Ф = 1.Powerサイズ: P スプライン セット 60kW; P 光軸は 65kW; パワー メーター インデックス: 9:40。
(3) 焼入れ方法
連続加熱焼入れ、スプレー冷却焼入れ方法を選択します。1%ポリビニルアルコールを焼入れ媒体として使用しました。
(4) 駆動輪軸の最適化後、プロセス プログラミングは次のようになります (テスト プログラミング番号は 1001、詳細は次のとおりです)。
N10 S7
N20 G0 X-86
N30 S2
N40 G4 F3.2
N50 G1 X-152 F300
N60 G1 X-196 F400
N70 G1 X-293 F300
N80 G1 X-485 F400
N90 G4 F0.7
N100 G1 X-534 F500
N110 S2
N120 G4 F19
N130 S4
N140 G4 F16
N150 S2
N160 G4 F19
N170 S4
N180 G4 F16
N190 S2
N200 G4 F24
N210 G1 X-479 F400
N220 G4 F1
N230 G1 X-472 F185
N240 S5
N250 G1 X-337 F185
N260 G4 F0.5
N270 G1 X-293 F185
N280 G4 F1.5
N290 G1 X-152 F185
N300 G4 F2
N310 G1 X-128 F270
N320 G1 X-86 F250
N330 G4 F1.2
N340 S4
N350 G1 X-50 F500
N360 G4 F13
N370 G1 X-80 F500
N380 G4 F28
N390 S6
N400 S8
N410 G0 X0
N420M2
3. 焼入れ後の金属組織検出
磁性粉非破壊検査で部品を焼入れした後、欠陥は見つかりませんでした。 硬化部の硬化層深さの検出結果を表2、図5に示します。
表 2 ドライブシャフト硬化層深さ
(a) ポジション 1
(b) ポジション 2
(c) ポジション 3
(d) ポジション 4
図5
硬化部の硬さ試験結果を表3に示します。
表 3 動輪軸の硬度値:
焼入れ後の部品の金属組織を表 4 および図 6 に示します。
表 4 ドライブ ホイール シャフトの焼入れ部品の金属組織:
(a) 位置 1 での実際の金属組織
(b) 位置 7 の 1mm での実際の金属組織
(c) 位置 2 での実際の金属組織
(d) 位置 7 の 2mm での実際の金属組織
(e) 3 位の実際の金属組織
(f) 位置 7 の 3mm での実際の金属組織
(g) 4 位の実際の金属組織
(h) 位置 7 の 4mm での実際の金属組織
(I) 5 位の実際の金属組織
(j) 位置 7 の 5mm での実際の金属組織
図6。
4. まとめ
(1) 85 個のドライブ ホイール シャフト部品の 425 個の高周波焼入れピースを無作為に抽出し、焼入れ硬度を測定すると 51 ~ 54 HRC でした。 硬化層の深さは 3 ~ 16 mm (5 つの部品範囲の要件)、粒子サイズは 5 グレード以上、マルテンサイト含有量は 90% 以上であり、部品の熱処理の製品図面の技術要件に準拠しています。
（2）焼入れプロセスの成功、機器および焼入れ装置の完全なセットは、中周波高周波焼入れの同様の駆動軸に適用でき、プログラミング、便利で実用的な操作、焼入れプロセスは単純で信頼性が高く、プロセスが完了すると、焼入れプロセスには信頼できる再現性があり、焼入れ結果と焼入れ品質の安定性を確保することができます。同時に、誘導装置の用途の拡大はさらに改善されました。
(3) 動輪軸の高周波焼入れ処理の研究により、材料が海外ブランドの IE1671 (30CrMnMoB 相当) の場合、wCr = 0.5% の場合に焼入れ性が強く、これが焼入れ深さに直接影響することがわかりました。すなわち、硬化性は硬化層の深さに比例する。 同じ層深さの同じ材料の条件下では、加熱と冷却のクリアランス時間が短いため、硬度が高くなりすぎて構造が厚くなります。 化学組成試験によると、このサンプルの wC は 0.31% です。 このプロジェクトの3309と3310のカータードライブシャフトの異なるバッチの炭素含有量の偏差によると、焼入れ硬度は直接影響を受けます。つまり、同じ状態とプロセスの炭素含有量は硬度に比例します。
(4) 研究結果は、誘導消光の分野に起因する可能性があり、実験研究の突破口となっています。 熱処理生産の過程で、焼入れ工作機械がますます広く使用されるようになり、より効率的かつ正確な品質管理の下で、環境保護と安全の要件を満たす高品質の部品を生産できるようになりました。
