（2）感应淬火的技术要求指标主要有：表面硬度、硬化区范围、硬化层深度、金相组织、淬火变形量以及淬火裂纹等。淬火硬化层金相组织：钢曲轴为针状或细针状回火马氏体，不应出现游离铁素体；球墨铸铁曲轴允许在球状石墨的附近有少量未溶铁素体，但不能成环状。硬化层深度及表面硬度是获得高疲劳强度的重要指标，都有一个最佳范围，过高和过低都使疲劳强度降低。硬化层深度浅和表面硬度过低造成零件强度不足、耐磨性降低；反之当硬化层深度过深时，压应力峰值从表面向内推移，表面压应力降低，从而使强度降低。硬度过高带来的危害是明显的，它使零件的脆性增加，在曲轴受到弯扭疲劳载荷及冲击力的情况下强度严重降低。

在以提高耐磨性为主时，表面硬度可以取高至55HRC左右；而球墨铸铁具有良好的自润性及储油能力，曲轴表面硬度≥45HRC即具有足够的耐磨性；疲劳强度要求高时，应以得到高而均匀的表面压应力为主，对表面硬度则不过分追求。

（3）淬火后的回火感应淬火后，表面的组织由珠光体转变成马氏体，致使工件存在残余热应力、组织应力，必须及时对工件进行回火处理，一般规定在4～8h内，否则会引起曲轴表面开裂。

4.感应淬火操作要领

（1）待处理件表面应无裂纹、缺陷、毛刺、油污及脱碳层等，否则淬火后易产生淬火裂纹、烧伤工件、硬度不够等缺陷。

（2）设计制造或选用感应器时，其结构形状和尺寸应能满足工艺要求。

（3）感应器与工件在处理过程中，应保持合适的相对位置，控制间隙在1.5～2.5mm。

（4）正确选择电参数，使设备处于最佳工作状态。钢曲轴选择功率在（100±5）kW，球墨铸铁曲轴选择（75±5）kW。钢曲轴可以用较高的功率处理，因其有好的延展性，适合淬火；球墨铸铁是脆性材料，适合较低功率淬火，否则特别易产生淬火裂纹。

（5）工件表面温度的测量很重要，应采用光电高温计或红外辐射温度计，连续跟踪测量控制工件下料温度，保持在150～220℃的余热，及时调整设备工作参数，利用余热实现工件的自回火，这也是防止淬火裂纹的关键措施。

（6）根据材料、工件形状、尺寸以及加热方法和所要求的硬化层深度，合理确定冷却参数，包括冷却方法、淬火冷却介质及冷却时间等。

（7）球墨铸铁曲轴的圆角不适宜淬火强化，硬化层应离开圆角3～6mm，使硬化区与非硬化区交界处的残余拉应力远离圆角，以提高疲劳强度，防止圆角处应力过度集中而引起早期非疲劳断裂。

5.应用

球墨铸铁曲轴的感应淬火加圆角滚压，被越来越多的曲轴生产厂家所采用，该复合强化工艺的合理使用会提高曲轴的疲劳强度，且极大地改善表面粗糙度和耐磨性，可操作性强。

下面是某型号的QT800-3四缸曲轴进行中频感应淬火处理的实例，其效果优于其他的表面热处理。

（1）加工流程铁模铸造→正火处理→高温去回火→粗加工→一次探伤→感应淬火→中温回火→二次探伤（检测淬火裂纹）→精加工。

（2）感应淬火的工艺规范根据曲轴感应淬火的技术要求，制定感应淬火的工艺参数，如表2所示。

（3）设备和工装设备是曲轴专用的半自动淬火设备，可控硅中频电源，马鞍形感应器，浓度5%～8%PAG淬火液。

（4）处理后的检验结果曲轴淬火处理后各轴颈的淬硬层为3.0～4.0mm，淬火+回火后表面硬度45～52HRC，淬硬区域与侧面的间距在5～6.5mm，淬硬区金相组织马氏体6～7级，无淬火裂纹；淬火+回火后径向圆跳动量≤0.5mm（测量中间主轴颈），满足技术要求。

6.结语

曲轴是感应热处理技术最理想的应用对象之一，曲轴经感应淬火后使用性能大大提高，有利于提高发动机性能，且大大降低生产成本。感应淬火技术越来越多应用于曲轴高端产品的生产。同时影响淬火质量的关键因素很多，如设备、工装、材料、工艺参数等，设备工装的及时维护、工艺方案的优化、过程的监督等，能有效的控制淬火质量随着大功率发动机需求的不断增加，曲轴感应淬火技术将得到更大范围的应用，曲轴生产厂家由此也会获得良好的收益。（jiao点com）

来源：金属加工热加工第21期  作者： 张立平，张学强，李永真

作者简介：张立平、张学强、李永真，滨州海得曲轴有限公司。