专利名称：一种42CrMo汽车驱动半轴的淬火工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属热处理技术，具体是一种42CrMo合金结构钢制成载重汽车驱动 半轴在热处理调质时的淬火工艺。
背景技术：
—般金属热处理技术资料上记载，42CrMo合金结构钢制成的工件在淬火时多用 20 30#机械油作为淬火介质进行冷却而不用水。这是因为42CrMo的淬透性比较高，由于 油的冷却能力低，特别在35(TC以下，工件在油中冷却速度很慢，因而减小了工件的变形和 开裂。水作为淬火介质，广泛应用在含碳量为0. 45%以下的碳钢和低碳合金钢的淬火中，但 水在含碳量为0. 40%以上的中碳合金钢淬火中并不是理想的淬火介质，图1是合金结构钢 42CrMo的C曲线，参看图l，因为水在800 500°C的区间，由于形成蒸汽膜并包围工件，使 工件冷却较慢，而这时正是在C曲线鼻尖区的左边，需要快冷。如果冷却慢而进入鼻尖区， 将得不到马氏体组织或有软点，达不到淬火的目的。而在不需要快冷的区域，即在35(TC以 下(42CrMo马氏体的转变点是31(TC)水处于沸腾阶段，其冷却速度由于蒸汽膜的破坏而迅 速增加，易使马氏体的转变速度也增快，造成极大的组织应力，使工件变形，严重时工件开 裂而报废。 机械油作为淬火介质也存在一定的缺点，机械油与炽热的工件接触会是使油气化 和分解，产生有害气体和老化，消耗大，需不断过滤旧油，增加新油，而且工件淬火的初始温 度为86(TC左右，已达到机械油燃点。用机械油淬火易造成火灾必须加大防范，配置足够的 灭火器材等，加大生产成本。 水溶液也可用作为淬火介质，水溶液有盐水溶液(5 10% NACL)、碱水溶液 (10 15% NA0H)、聚乙烯醇水溶液、聚醚系列水溶液、氯化钙水溶液以及三硝，二硝水溶液 等。盐水和碱水溶液用的比较广泛，是比较理想的碳钢介质，淬火后要清洗干净，否则会造 成工件腐蚀。其他水溶液不是价高就是不安全或对环境有影响。所以42CrMo材料热处理 调质淬火都不推荐水溶液作为淬火介质。
发明内容
本发明的目的是提供一种42CrMo汽车驱动半轴的淬火工艺，采用水作为淬火介 质，在达到淬火目的的同时，可降低生产成本，利于环保。
实现上述目的采取的技术方案是 —种42CrMo汽车驱动半轴的淬火工艺，采用以下步骤
①采用水作为淬火介质，将水温控制在30 6(TC范围内； ②将工件加热到淬火温度840士2(TC，保温90 120分钟后，放入水中，不停摆动 工件，并用压力为0. 2 0. 4MPa，流速为1 2. 5m/s的水流冲击工件；
③10 20秒后停止摆动和冲击工件； ④工件在水中停留60 120秒后从水中取出，至此淬火完成。
经测试，工件硬度值在HRC52 60范围内，获得的马氏体组织金相评级在3_7级， 符合技术要求。 本发明淬火工艺机理 工件加热到淬火温度后放入介质，不停地摆动工件和用高压高速水流冲击工件， 其目的是为了破坏水在800 50(TC的区间处于蒸汽膜阶段形成的蒸汽膜，补充低温冷却 水吸收热量，从而使工件在高温下迅速冷却，获得马氏体组织，从而达到淬火目的；10 20 秒后，淬火处于马氏体转变温度区(300 IO(TC )，此时需要慢冷，而水处于沸腾阶段，已不 需要摆动工件和用高压高速水流冲击工件。将水温控制在30 6(TC较高范围内，目的是让 比较高的水温来保持工件的缓慢降温，防止工件冷却速度过快，使马氏体转变速度过快而 产生很大的内应力，出现工件变形甚至开裂的现象；在60 120秒后从水中取出工件，结束 淬火工艺，这时工件温度已降到IO(TC左右，可利用工件余热进行后序的低温回火，消除工 件部分应力，从而取得比较好的调质效果。
本发明与已有技术相比具有的优点 采用水作为淬火介质，利用水来源广、价格低、成分稳定不易变质、对环境无污染 的优点，通过淬火工艺控制，在达到淬火效果的同时，降低了生产成本并利于环境保护。
图1是合金结构钢42CrMo的C曲线。
具体实施例方式
本例以奔驰双三键汽车驱动半轴为例，对本发明作进一步描述 产品42CrMo合金结构钢汽车驱动半轴。 技术要求表面硬度HRC52 64，金相为马氏体3 7级。 42CrMo材质的载重汽车半轴热处理调质淬火采用连续大批量生产，采用水作为淬 火介质，修建了几个水池，构成循环水，即利于控制水温，又节约水资源，淬火工艺步骤为
(1)将水温控制在45 5(TC范围内； (2)将工件加热到淬火温度840士2(TC并保温110分钟后，放入水中，不停摆动工 件，并用压力为0. 3MPa，流速为1. 5m/s的水流冲击工件；
(3) 10秒后停止摆动和冲击工件； (4)在水中停留120秒后将工件从水中取出，淬火完成。 测试结果硬度值在HRC52 60 金相组织照片获得的马氏体组织金相评级在3级。
权利要求
一种42CrMo汽车驱动半轴的淬火工艺，其特征在于采用以下步骤①采用水作为淬火介质，将水温控制在30～60℃范围内；②将工件加热到淬火温度840±20℃，保温90～120分钟后，放入水中，不停摆动工件，并用压力为0.2～0.4MPa，流速为1～2.5m/s的水流冲击工件；③10～20秒后停止摆动和冲击工件；④工件在水中停留60～120秒后从水中取出，至此淬火完成。
全文摘要
本发明涉及一种42CrMo合金结构钢制成载重汽车驱动半轴的淬火工艺，采用以下步骤①采用水作为淬火介质，将水温控制在30～60℃范围内；②将工件加热到淬火温度840±20℃，保温90～120分钟后，放入水中，不停摆动工件，并用压力为0.2～0.4MPa，流速为1～2.5m/s的水流冲击工件；③10～20秒后停止摆动和冲击工件；④工件在水中停留60～120秒后从水中取出，淬火完成。经测试，工件硬度值在HRC52～60范围内，获得的马氏体组织金相评级在37级，符合技术要求。本发明采用水作为淬火介质，利用水来源广、价格低、成分稳定不易变质、对环境无污染的优点，通过淬火工艺控制，在达到淬火效果的同时，降低了生产成本并利于环境保护。
文档编号C21D9/28GK101705348SQ20091031180
公开日2010年5月12日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者孙栓, 孙远民, 张金国, 朱旭, 李诗辉, 李超, 温志高, 赵春德 申请人:南召县兴隆汽车配件有限责任公司