大马力拖拉机驱动轮轴热处理工艺研究

摘要

拖拉机驱动轮轴结构复杂且在工作中受力大，容易发生早期断裂。针对某型号大马力拖拉机在装配试车时，发现驱动轮轴有淬火裂纹、键槽开裂掉块和断裂现象，进行了失效分析。失效分析表明，断裂的拖拉机驱动轮轴淬火硬度及淬硬层深度全部未达到图纸技术要求，断裂处感应加热淬火硬化层均不连续，从而造成断齿和键槽开裂掉块问题。本文从零件结构设计、金属材料选择、感应器设计及热处理工艺参数优化等方面加以解决。
　　通过对驱动轮轴结构分析，将键槽尾部无圆弧过渡结构改为有圆弧过渡，减缓键槽尾部的应力集中，并实现感应淬火层的连续，避免了键槽开裂掉块，提高产品的质量，避免发生驱动轮轴的断裂事故。
　　从化学成分、端淬性能和力学性能试验三个方面，对42CrMo、S38MnSiV非调质钢和30CrMnMoB常用轴类材料进行对比。三种材料驱动轮轴试样，均满足驱动轮轴成品轴10.9级螺栓螺纹孔承载要求。30CrMnMoB材料不易开裂，热处理工艺性好，冲击值高，更适用于驱动轮轴。
　　对不同感应淬火状态的驱动轮轴样件进行静扭试验及锁紧螺纹孔承载能力试验验证，考查其性能可靠性。通过对感应器设计、加热频率选择和加热冷却过程控制等方面优化感应淬火工艺，驱动轮轴样件经磁力探伤未发现淬火裂纹，金相检测结果显示淬硬层深度完全符合技术要求，解决了大轮拖驱动轮轴的早期断裂问题，从而最经济性地满足驱动轮轴的强化要求，对于实现大轮拖高质量、低成本、低能耗的绿色制造具有重要的现实意义。
　　从低速大扭矩驱动轮轴的产品结构、材料选择、感应加热淬火感应器及淬火工艺方法等成套关键技术进行的研究，最终解决了驱动轮轴淬火裂纹、键槽开裂掉块和断裂的问题，使其淬硬层深度及淬火硬度满足使用要求。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 项目来源

1.2 国内外轴类零件热处理技术现状及存在的问题

1.3 驱动轮轴性能技术指标及生产中的技术难点

1.4 研究的意义及研究内容

第2章 驱动轮轴齿条断齿及键槽开裂分析

2.1 驱动轮轴齿条断齿及键槽开裂宏观形貌

2.2探伤结果

2.3解剖检测结果

2.4化学成分检测结果

2.5 检测结果分析

第3章 三种常用驱动轮轴材料对比分析及选择

3.1 常用三种轴类材料特点

3.2 驱动轮轴材料的选择

第4章 驱动轮轴结构对比分析

4.1 不同结构驱动轮轴毛坯机械加工成本对比

4.2 不同结构驱动轮轴毛坯的调质硬度检测

4.3 不同结构驱动轮轴淬火对比

4.4 不同结构综合分析

第5章 驱动轮轴的感应淬火工艺研究

5.1 设备

5.2 感应器工装的设计制造

5.3 淬火机床频率的选择

5.4 加热、淬火流程

5.5 驱动轮轴淬火试验工艺参数

5.6 试验检查

第6章 不同热处理工艺驱动轮轴静扭试验及分析

6.1 试验方法的选择

6.2 工艺轴的尺寸确定

6.3 试验设备

6.4 工艺轴静扭试验数据

6.5 驱动轮轴静扭试验结果分析

第7章 驱动轮轴锁紧螺纹孔承载能力试验研究

7.1 试验目的和采取的方法、措施

7.2 试验结果分析

第8章 应用效果

8.1 驱动轮轴零件装车试验研究

8.2 经济效益和社会效益

第9章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果