如今新能源汽車發(fā)展迅速，其電機的用量迅速增加。電機軸的質量尤為重要，對強度和耐磨性的要求較高。衡陽某新能源汽車廠對電機軸進行碳氮共滲、淬火和回火處理，以提高其強度和表面硬度等性能。但批量生產中，電機軸熱處理后內花鍵棒間距收縮，并產生錐度。 本文分析了發(fā)生這種問題的原因，提出了解決措施，提高了產品的合格率。

　　一、產品簡介及技術要求

　　試驗用電機軸的結構和尺寸如圖 1 所示，材料為 20CrMnTi 鋼，要求表面硬度≥650 HV1，心部硬度 30 ～ 45 HRC，有效硬化層深度 0.5 ～ 0.8 mm，內花鍵齒棒間距變化≤0.05 mm。化學成分：0.197 C，0.815 Mn，1.03 Cr，0.243 Si，0.058 Ti，0.019 P，0.000 6 S (質量分數，%)，均符合標準要求。

　　二、熱處理工藝及結果

　　熱處理工藝

　　(1)預氧化：350 ℃ ×1 h 預氧化。

　　(2)碳氮共滲：780 ℃ ×30 min，880 ℃ ×10 min，880 ℃ ×180 min×0.95%C(通氨氣，流量 1.5 L/ min)，880 ℃ ×120 min×0.75%C，820 ℃ ×20 min×0.70%C。

　　(3)淬火：從 820 ℃淬入 90 ℃ 科潤 468 齒輪專用淬火油 30 min，中速攪拌。

　　(4)回火：170 ℃ ×3 h。

　　碳氮共滲設備為密封箱式多用爐。

　　結果

　　處理后電機軸表面硬度為 715 ～ 730 HV1，心部硬度為 36 ～ 41 HRC，有效硬化層深度為 0. 55 ～ 0.65 mm，均符合要求。然而，電機軸內花鍵齒棒間距過大，不符合要求，熱處理前后內花鍵齒棒間距如表 1 所示。

　　解決措施

　　如圖 2 所示，電機軸內花鍵部位的壁厚不同，淬火冷卻不均勻，導致內花鍵齒棒間距大于要求值。為解決這一問題，在電機軸端部加一個套圈，如圖 3 所示，以提高花鍵各部位淬火冷卻的均勻性，從而減少畸變量。

　　軸內花鍵部位加套圈熱處理后，電機軸表面硬度為 700 ～ 730 HV1，心部硬度為 34 ～ 37 HRC，有效硬化深度為 0.50 ～ 0.55 mm，均符合要求，內花鍵齒棒間距也在要求范圍內。 熱處理前后電機軸內花鍵齒棒間距如表 2 所示。

　　三、結束語

　　眾所周知，在熱處理特別是淬火冷卻過程中工件必然會發(fā)生形狀和體積的變化即畸變，難以避免，只能采取某些措施減小，將畸變量控制在要求范圍內。本文根據產品的形狀特點，在電機軸薄壁部位加套圈人為增加其厚度，使零件淬火時均勻冷卻，達到了減少畸變的目的。

　　作者簡介：張鵬程(1991—)，男，江蘇鹽城人，學士，主要從事熱處理工藝調試工作。

　　參考文獻略.