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載重汽車輪轂軸承是應(yīng)用于新型十六噸載重汽車前輪上的，是國(guó)內(nèi)首家把第二代汽車輪轂軸承產(chǎn)品系列應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)載重汽車，以往該載重汽車每個(gè)前輪上使用的是兩套單列圓錐滾子軸承，而本公司設(shè)計(jì)為雙列圓錐滾子軸承。外圈是一個(gè)雙滾道的軸承套圈，要求表面感應(yīng)淬火，其是輪轂軸承單元產(chǎn)品加工的一道關(guān)鍵工序，為此開(kāi)展對(duì)其的試驗(yàn)具有非常重要的意義。

1.感應(yīng)淬火試驗(yàn)

使用雙工位數(shù)控淬火機(jī)床，樣品為廢套圈（見(jiàn)圖1），材料50Mn，設(shè)計(jì)一個(gè)單滾道感應(yīng)器（見(jiàn)圖2）。技術(shù)要求表面硬度58～64HRC，淬硬層深度≥1.5mm。

50Mn材料應(yīng)用于雙列圓錐滾子輪轂軸承單元的感應(yīng)加熱淬火，以往沒(méi)有根據(jù)技術(shù)要求準(zhǔn)確確定工藝參數(shù)或根據(jù)工藝參數(shù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)淬火結(jié)果的理論方法。因此，需要進(jìn)行樣圈試驗(yàn)，才能制定出合適的感應(yīng)加熱淬火工藝。

試驗(yàn)方法為：初步確定工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)感應(yīng)器→對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火→檢測(cè)工件淬火結(jié)果→根據(jù)工件檢測(cè)結(jié)果→改進(jìn)工藝參數(shù)、改進(jìn)感應(yīng)器結(jié)構(gòu)→再次對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火試驗(yàn)。

采用車工廢套圈進(jìn)行單滾道仿形感應(yīng)淬火試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定工藝參數(shù),具體見(jiàn)表1。

表  1

2.試驗(yàn)結(jié)果

采用一個(gè)單滾道感應(yīng)器進(jìn)行樣圈的感應(yīng)淬火工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)后用著色滲透法檢查裂紋,用HRA-3型智能超聲波硬度計(jì)檢查表面硬度，用線切割取樣經(jīng)制樣后用4%硝酸酒精腐蝕，再用MM6顯微鏡觀察金相組織,用HRC-150型硬度計(jì)測(cè)量硬化層深度等。具體工藝試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果如下：

（1）淬硬層深度

兩滾道感應(yīng)淬火硬化層深度4mm，淬硬層長(zhǎng)度為30mm，未能淬滿套圈滾道，試驗(yàn)結(jié)果不太理想。

進(jìn)一步考慮到軸承承受載荷情況等因素，重新對(duì)感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，且調(diào)整了加熱時(shí)間等工藝參數(shù)，又進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為淬硬層深度2.5mm、淬硬層長(zhǎng)度為34mm，淬硬層輪廓見(jiàn)圖5，保證了兩滾道具有良好的承載，滿足了用戶要求。

（2）硬度

感應(yīng)淬火工藝試驗(yàn)后檢查樣圈表面硬度為60～61HRC。

（3）裂紋

感應(yīng)淬火工藝試驗(yàn)后用著色法檢查裂紋，結(jié)果無(wú)裂紋。

（4）金相組織

按JB/T9204-2008標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，符合要求。

（5）尺寸

測(cè)量樣圈感應(yīng)淬火工藝試驗(yàn)前、后尺寸，見(jiàn)表2。感應(yīng)淬火后滾道橢圓≤0.04mm，縮小量≤0.08mm，符合要求。

                                     表  2   （單位：0.01mm）

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)樣圈工藝試驗(yàn)，從各項(xiàng)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，均符合軸承技術(shù)要求，解決了載重汽車輪轂軸承套圈的熱處理技術(shù)難題。為雙列圓錐滾子輪轂軸承熱處理加工確定了工藝參數(shù)，為批量生產(chǎn)作好了工藝準(zhǔn)備，滿足了用戶的使用要求。

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