如今新能源汽車發展迅速，其電機的用量迅速增加。電機軸的質量尤為重要，對強度和耐磨性的要求較高。衡陽某新能源汽車廠對電機軸進行碳氮共滲、淬火和回火處理，以提高其強度和表面硬度等性能。但批量生產中，電機軸熱處理后內花鍵棒間距收縮，并產生錐度。 本文分析了發生這種問題的原因，提出了解決措施，提高了產品的合格率。

　　一、產品簡介及技術要求

　　試驗用電機軸的結構和尺寸如圖 1 所示，材料為 20CrMnTi 鋼，要求表面硬度≥650 HV1，心部硬度 30 ～ 45 HRC，有效硬化層深度 0.5 ～ 0.8 mm，內花鍵齒棒間距變化≤0.05 mm?；瘜W成分：0.197 C，0.815 Mn，1.03 Cr，0.243 Si，0.058 Ti，0.019 P，0.000 6 S (質量分數，%)，均符合標準要求。

　　二、熱處理工藝及結果

　　熱處理工藝

　　(1)預氧化：350 ℃ ×1 h 預氧化。

　　(2)碳氮共滲：780 ℃ ×30 min，880 ℃ ×10 min，880 ℃ ×180 min×0.95%C(通氨氣，流量 1.5 L/ min)，880 ℃ ×120 min×0.75%C，820 ℃ ×20 min×0.70%C。

　　(3)淬火：從 820 ℃淬入 90 ℃ 科潤 468 齒輪專用淬火油 30 min，中速攪拌。

　　(4)回火：170 ℃ ×3 h。

　　碳氮共滲設備為密封箱式多用爐。

　　結果

　　處理后電機軸表面硬度為 715 ～ 730 HV1，心部硬度為 36 ～ 41 HRC，有效硬化層深度為 0. 55 ～ 0.65 mm，均符合要求。然而，電機軸內花鍵齒棒間距過大，不符合要求，熱處理前后內花鍵齒棒間距如表 1 所示。

　　解決措施

　　如圖 2 所示，電機軸內花鍵部位的壁厚不同，淬火冷卻不均勻，導致內花鍵齒棒間距大于要求值。為解決這一問題，在電機軸端部加一個套圈，如圖 3 所示，以提高花鍵各部位淬火冷卻的均勻性，從而減少畸變量。

　　軸內花鍵部位加套圈熱處理后，電機軸表面硬度為 700 ～ 730 HV1，心部硬度為 34 ～ 37 HRC，有效硬化深度為 0.50 ～ 0.55 mm，均符合要求，內花鍵齒棒間距也在要求范圍內。 熱處理前后電機軸內花鍵齒棒間距如表 2 所示。

　　三、結束語

　　眾所周知，在熱處理特別是淬火冷卻過程中工件必然會發生形狀和體積的變化即畸變，難以避免，只能采取某些措施減小，將畸變量控制在要求范圍內。本文根據產品的形狀特點，在電機軸薄壁部位加套圈人為增加其厚度，使零件淬火時均勻冷卻，達到了減少畸變的目的。

　　作者簡介：張鵬程(1991—)，男，江蘇鹽城人，學士，主要從事熱處理工藝調試工作。

　　參考文獻略.