高频感应加热机在自行车中轴热处理中的应用
高频感应加热机在自行车中轴热处理中的应用
（1） 中轴的工作特点、技术要求和选用的材料：中轴是自行车中主要的传动件之一，是最主要的受力零件，既要受到冲击力的作用，又要与滚珠轴承接触来传递动力。在正常工作过程中的失效形式为低负荷接触疲劳所引起的外层剥落和磨损等，因此中轴表面应具有高的硬度，以耐磨损，同时要求有高的疲劳强度等，而自身具有一定的强度和韧性。因此采用优质的20渗碳钢制作，渗碳层0.7～1.0mm，碳浓度为0.8％～1.0％，渗碳后淬火＋回火处理，才能满足其工作需要。
（2） 中轴的机械加工工艺流程：目前中轴制造企业的工艺流程有所不同，这多半与其加工设备、技术条件和加工能力等有关，一般的流程为：下料→机械加工→清洗→渗碳（空冷）→加热淬火→清洗→检验→低温回火→检验→滚光→校直→磨弹道→检验→入库。
（3） 中轴的热处理工艺：根据中轴的工作特点，选用20钢渗碳＋淬火＋回火的热处理工艺，其中渗碳方式是采用气体渗碳，具体的技术要求如下。
碳的含量为0.8％～1.0％；渗层深度为0.7～1.0mm；表面硬度80～83HRA；显微组织为马氏体级别小于4级，不出现明显的碳化物，并以步、匀、圆的形态颁布在马氏体的基体上；韧性好（校直时不折断）和畸变小（弯曲量≤0.3mm）。
随后进行的淬火是重新加热后水冷的，既可整体加热也可局部加热淬火，最后进行低温回火，处理后的中轴表面获得了高的硬度，内部具有良好的综合力学性能。
（4） 中轴的热处理工艺分析与工艺实施要点
① 20钢制作的中轴要满足其工作要求，在进行机械加工以前采用中间退火工艺，使硬度在60HRB以下，目的是提高切削加工性。
② 考虑到中轴的工作特点，要求表面耐磨而基体部分又有一定的强度和韧性，采用低沓渗碳处理是十分可行的。中轴渗碳的意义在于赋予了它具有复合材料的作用，使表面和心部的含碳量存在差异，利用淬火后两者硬度的不同，满足了其耐磨和强度的良好的匹配。在920℃进行渗碳时，根据装炉量的大小、吊挂或摆放方式的具体情况，渗碳的速度按0.20mm/h估算即可。
③ 渗碳结束后不直接淬火处理，而进行风冷的目的是有效预防因晶粒粗大、出现“黑色组织”等，避免因淬火后得到粗针状马氏体、中轴寿命短和耐磨性降低的质量缺陷的产生。
④ 采用的热处理方法既可进行整体也可进行表面的淬火处理，应当注意淬火的温度与加热的设备和采用的工艺而有所不同，盐浴炉在850℃左右，而中频加热则在900～950℃。需要注意中轴在盐浴加热时要防止出现表面氧化脱碳现象的发生，中频淬火应在淬火机床上进行自动热处理。
⑤ 冷却介质的温度应控制在10～30℃。避免表面硬度不足、硬度不均匀、硬化层剥落等缺陷，中频淬火比高频淬火硬化层深，因此表面组织与内部组织的结合力增大，能明显降低淬火脆性，抗疲劳性能好。
⑥ 中轴的回火是在硝盐中进行的，确保其表面获得均匀一致的回火马氏体组织，降低内应力的作用，如无条件也可在井式加热炉中完成该工序。
（5） 中轴的质量检验和常见热处理缺陷：经过渗碳或热处理后的中轴，其质量检验应按技术要求执行，其耐磨性在专用试验机上进行，结束后的滚动表面无任何剥落、凹陷和磨损等。
