[发明专利]工程机械用轴杆类零件和其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械的有关零部件，特别是涉及一种工程机械用轴杆类零件。

背景技术

轴杆类零件作为工程机械关键的零件，在制造过程中，轴杆类零件表面的应力状态决定着制造质量，而在制造过程中的各道工序作业，尤其是热处理工序都有可能改变轴杆类零表面的应力大小和分布状态。特别是在高性能要求的轴杆类零件中，轴杆类零表面存在固有的高应力状态，如果应力分布的不合理，在后续制造工序中则极易诱发诸如裂纹等不良缺陷的产生。轴杆类零件在使用过程中主要的失效形式是磨损。由于包括轴杆(套)零件在内的工程机械都是长期位于工程现场，工作环境比较恶劣，因而其磨损形式以磨粒磨损为主，同时也伴随着疲劳磨损和粘着磨损。从摩擦学原理可知，以磨粒磨损为主的产品，零件的表面硬度、有效硬化层深度及硬度变化曲线类型是影响轴杆类零件使用寿命的主要因素，而单一追求深的有效硬化层深度，有可能使轴杆类零件的性价比降低，同时产生缺陷的倾向更大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种寿命更长且性价比高的工程机械用轴杆类零件。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种寿命更长且性价比高的工程机械用轴杆类零件的制造方法。

本发明的工程机械用轴杆类零件，包括芯部、淬火硬化层、所述淬火硬化层和所述芯部之间的过渡层，其特征在于：

(1)表面硬度≥50HRC；

(2)淬火硬化层的深度D_S与轴杆的半径r之比D_S/r为0.28-0.32；

(3)淬火硬化层的深度D_S和过渡层宽度b的比例关系为b＝(0.382～0.618)D_S。

本发明的工程机械用轴杆类零件，其中，所述淬火硬化层金相组织为回火马氏体，所述过渡层的金相组织为回火马氏体+贝氏体+屈氏体，所述芯部的金相组织为回火索氏体+屈氏体+网状铁素体。

本发明的工程机械用轴杆类零件的制造方法包括：

1、调质热处理工序，将切削好的工件加热至830℃～860℃，根据工件直径计算保温时间，保温时间1min/mm，出炉8％-12％质量百分数的盐水淬火，当水中的工件抖动停止，出水空冷，再进行560～610℃回火3小时，空冷至室温；

2、粗车，将工件在车床上车削成半径为17.5-70mm的轴杆；

3、表面感应淬火工序，功率：70～160KW，工件移动速度：70～400mm/min，水压：0.10～0.20MPa，电流：300～430A，电压：400～480V，频率：1000～2400Hz；

4、去应力回火，将工件加热至180℃～230℃，保温3小时。

本发明的工程机械用轴杆类零件较现有技术，具有以下技术效果：

1、表面硬度≥50HRC，在使用中，磨粒压入金属较浅，变形较小，抗磨粒磨损能力强。

2、硬化层的深度D_S与轴杆的半径r之比D_S/r为0.28-0.32；其扭转强度的增值率最高，性价比最高。

3、硬化层的深度D_S和过渡层深度b的比例关系为b＝(0.382～0.618)D_S。在此比例范围内，残余应力最小，其寿命较长。

附图说明

图1是本发明的工程机械用轴杆类零件的金相组织结构示意图；

图2是图1中的淬火硬化层的金相组织图；

图3是图1中的过渡层的金相组织图；

图4是图1中的芯部的金相组织图；

图5是本发明的工程机械用轴杆类零件的扭转强度指标与淬火硬化层的深度D_S与轴杆半径r之比(D_S/r)的关系示意图；

图6是本发明的工程机械用轴杆类零件的残余应力与过渡层深度b与淬火硬化层的深度D_S之比(b/D_S)的关系示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，本发明的工程机械用轴杆类零件1的金相组织包括芯部4、经过表面感应淬火形成的淬火硬化层2、淬火硬化层2和芯部4之间的过渡层3。淬火硬化层2的金相组织为回火马氏体；过渡层3的金相组织为回火马氏体+贝氏体+屈氏体；芯部4的金相组织为回火索氏体+屈氏体+网状铁素体。