回火余热校直返修方法探讨

摘要：本文中，针对一次或多次校不直输入轴积压数量巨大的情况，试验分析了利用回火余热校直的方法进行校不直的输入轴校直返修的可行性。根据试验结果制订了合适的返修工艺，对1.2万多输入轴进行了返修合格率达89%。

关键词：输入轴 轴跳 回火 校直

1、引言

工件的热处理变形主要是由于热处理应力造成的。工件的结构形状、原材料质量、热处理前的加工状态、工件的自重以及工件在炉中加热和和冷却时的支承或夹持不当等因素也能引起变形。工件热处理后，因热应力和组织应力引起弯曲或跷曲变形，超出了范围要求必须校直。常用的校直方法有：冷压法、热压法、热点法和加压回火法以及回火余热法等。可根据工件形状、材质、硬度等不同情况和要求选用适合零件及其要求的校直设备和工艺。

公司的X系列变速器2005年批量生产以来，自制件输入轴的热后校直不合格率一直居高不下。截至2007年5月积压的校直不合的待处理输入轴就达到12000多根。不仅严重占用库存资金，而且由于其数量还在不断增多的，如何处理这些零件也成为了一个大问题。

虽然前期通过增加研孔机提高了校直合格率，但是其一次校直合格率仍然不到90%。对于待处理件的返工也仅仅是重复校直，其合格率也仅有40%左右，而且经常有波动。并且在二次校直不合格后，如果再进行第三次校直就往往发生断裂情况。目前积压的近1.2万根输入轴就是经过二次校直不合格累积下的零件，再次校直就面临很大的断裂风险。

2、实验结果和分析

根据对热校直方法的调研，并结合山东上汽现有的生产设备及条件，我们选取了利用低温回火（180-200℃）余热校直的方法对校不直的输入轴进行返修试验。此方案有两个优点：（a）重新低温回火可消除零件在一次或多次校直过程产生的残余应力；（b）利用金属温度越高其塑性变形能力越好的特点。

2.1实验对象

一次校不直的输入轴；三次校不直的输入轴；校直时直接退校的输入轴

2.2实验方法及过程

将实验对象从后辊道进回火炉，按正常节拍出炉，出炉后不经风扇冷却直接进行热后校直，热态校直时随校直时间推移，输入轴温度变化范围约为150～50℃。对校直合格的输入轴放置几日进行轴跳检测回跳情况，并对回火热校后的输入轴作抽样理化检测。

2.3实验结果及分析

进行输入轴热校实验共7次，输入轴状态、数目及校直合格情况累计结果如表2所示。需要指出的是，表中最后一项冷态下的校直过程中，对校直不合格输入轴连续第二次校直后，整体校直合格率达到了62.5%。

考虑到校直过程中产生的残余应力，在校直后可能存在反弹情况，所以对热校合格的输入轴放置1周后进行轴跳测试，测试结果如表3所示。从表中可以看出，回火余热校直合格的输入轴基本上稳定在对轴跳允许的范围内。

3、结论

一、从回火余热的校直结果来看，热校的合格率较高，特别是对于三次校不直的输入轴，效果很明显。从校直的过程来看，温度较高时的校直效果要比温度降低后的校直效果要好，这也符合材料温度高时塑性较好的特征。

二、对校不直的输入轴重新回火，可以消除或减小前面多次校直时产生的残余应力，随着应力释放，部分热变形大直接退校的输入轴变形程度有所减轻，所以对于原始状态是退校的输入轴经过回火热校有一定的校直合格率。

三、对热校合格的输入轴在放置几日后进行轴跳测试的结果表明，热校合格的输入轴回跳程度很小。对热校合格的输入轴的硬度检测和理化检测表明，实验条件所用的回火温度对零件的硬度和金相组织几乎没有影响。

四、根据试验结果，我们制订了相关的回火余热输入轴校直返修工艺及流程，将积累多年的校不直输入轴集中进行返修，返修合格率达89%。