徐伍平， 石寶樞

（1.襄陽汽車軸承股份有限公司，湖北襄陽441022；2.浙江眾達傳動股份有限公司，浙江金華321025）

1 球籠式保持架的結(jié)構(gòu)特征

球籠式保持架是汽車球籠式等速萬向節(jié)的關(guān)鍵零件之一，如圖1所示，其包括同心的內(nèi)、外球面，兩平行的端面，在內(nèi)、外球面有6～8個沿圓周均布的矩形窗孔，分別用于夾持鋼球，引導(dǎo)轉(zhuǎn)角。內(nèi)、外球面的中心與寬度中心重合，若干矩形窗孔的兩側(cè)均與兩平行的端面平行。由于球籠式保持架工作承受極其復(fù)雜的交變載荷，為確保其具有足夠的可靠性、使用壽命和良好的韌性，必須采用特殊的熱處理工藝。

圖1 球籠式保持架的結(jié)構(gòu)

2 球籠式保持架的性能要求

汽車用球籠式等速萬向節(jié)的球籠式保持架在工作中，6～8個窗孔兩端與鋼球配合表面要承受鋼球的擠壓、磨損和沖擊載荷，其失效形式為窗孔表面壓陷、磨損、接觸疲勞、整體的變形和碎裂等。故球籠式保持架要求窗孔表面要具有高的硬度、好的耐磨性、高的接觸疲勞極限等，總之，球籠式保持架整體應(yīng)具有高強度和良好的耐沖擊韌性。

2.1 材料

球籠式保持架一般選用滲碳鋼，再經(jīng)過表面滲碳后淬火、回火處理，達到所要求的硬度、強度和韌性等使用性能要求。球籠式保持架所選用的材料牌號一般為20Cr、20CrMnTi等，常用的材料牌號為20CrMnTi，其化學(xué)成分見表1。

表120 CrMnTi材料的化學(xué)成分質(zhì)量分數(shù) %

20CrMnTi鋼經(jīng)過滲碳淬火、回火處理后，表面可獲得硬度和耐磨性均較高的硬化層，而心部保持一定的強度和韌性，從而具有良好的、綜合的力學(xué)性能。

2.2 熱處理技術(shù)要求

球籠式保持架的預(yù)先熱處理一般采用正火處理，最終熱處理采用滲碳淬火、回火處理。

正火的硬度要求：170～217HBW。

球籠式保持架的滲碳熱處理技術(shù)要求見表2。

表2 保持架滲碳淬火、回火后的技術(shù)要求

3 球籠式保持架的滲碳淬火工藝

3.1 工藝路線

一般球籠式保持架有如下兩種加工工藝路線：

工藝路線1：鍛造→正火→機械加工（粗加工）→滲碳淬火、回火→機械加工（精加工）→成品。

工藝路線2：球化退火→磷皂化→冷擠壓→機械加工→滲碳淬火、回火→機械加工（精加工）→成品。

上述兩種工藝路線的區(qū)別在于毛坯的成型方式不同，一種適用于熱鍛，另一種適用于冷擠壓加工。可視實際需要采用適當(dāng)?shù)墓に嚶肪€。

工藝路線2中，對滲碳熱處理容易產(chǎn)生變形的球籠式保持架，冷擠壓加工后需進行去應(yīng)力熱處理。

3.2 預(yù)備熱處理工藝

1）正火工藝（適用于工藝路線1）。球籠式保持架經(jīng)過溫鍛后需要進行正火處理，以獲得均勻的組織和合適的硬度，便于機械加工，滿足后續(xù)滲碳熱處理對組織的要求。保持架的正火工藝見表3。

表3 球籠式保持架的正火工藝

2）球化退火工藝（適用于工藝路線2）。冷擠壓保持架的毛坯一般為管材，在進行冷擠壓加工前，需要進行軟化熱處理，以便于冷擠壓成型。為實現(xiàn)需要的冷成型性形狀，同時又可避免產(chǎn)生帶狀等不良的顯微組織而影響到后續(xù)的最終滲碳淬火熱處理，軟化熱處理可采用球化退火工藝，將退火后硬度降至160HBW以下。圖2是等溫球化退火工藝。熱處理設(shè)備同樣應(yīng)配備氣氛循環(huán)風(fēng)機并有保護氣氛的功能。

圖2 等溫球化退火工藝曲線

3.3 滲碳熱處理工藝

球籠式保持架的滲碳熱處理設(shè)備同樣可選擇箱式多用爐或推桿式連續(xù)滲碳爐。滲碳淬火的熱處理工藝順序、過程參數(shù)等均可通過編程自動控制，以獲得穩(wěn)定而可靠的熱處理質(zhì)量。

滲碳淬火的工藝曲線見圖3。準(zhǔn)確的工藝參數(shù)要根據(jù)具體的設(shè)備、工件、裝爐方式等實際情況來確定?；鼗鸸に嚨那€見圖4。

圖3 滲碳淬火工藝曲線

圖4 回火工藝曲線

4 熱處理的質(zhì)量檢驗

球籠式保持架滲碳熱處理后的質(zhì)量檢驗見表4。

表4 球籠式保持架滲碳熱處理的質(zhì)量檢驗項目及質(zhì)量要求

檢驗頻次、取樣位置和數(shù)量的選擇應(yīng)能夠反映每一批次熱處理的整體質(zhì)量狀況。

5 結(jié) 語

介紹了球籠式等速萬向節(jié)球籠式保持架的感應(yīng)熱處理工藝，通過系統(tǒng)的分析和探討，并經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，淬火質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高，確保了良好的使用性能。