连接轴是拖拉机离合器的重要零件，材料为40Cr钢。工件长420mm，较大外径40mm，外花键模数m=2mm，齿数=19，较大内径为27mm。工件加工工艺流程为：下料一粗加工一调质一精加工一高频感应加热淬火-热校正-回火-冷校正-去应力-磨外圆-检验-成品。热处理技术要求为，调质硬度25-30HRC，表面淬火硬度≥50HRC，淬硬层厚度0.8～1.2mm。生产中发现，40Cr钢连接轴热处理后，经常出现塑性变形大和硬度不均匀缺陷，使离合器装配困难，严重者造成工件失效，工件寿命低，平均使用寿命仅300h。

检验分析连接轴采用高频加热设备进行淬火后产生的缺陷发现，主要缺陷为以下两方面：

(1)变形超差。连接轴壁厚薄厚不均，各部位加热不均，使热应力大小和分布不均匀，工件各区域热胀冷缩不一致，淬火后出现∽形变形，变形值达1.5-2.0mm。

(2)硬度不均.工件高频感应加热淬火后两端硬度低，约为35-38HRC，低于要求指标很多（要求硬度≥50HRC）；工件中间段硬度达到50HRC，符合要求。由于工件淬火后硬度明显偏低，造成工件使用中发生塑性变形，严重者外花键表面出现畸变，啮合面积明显减少，离合器无法正常离合工作，造成工件早期失效。

综上分析，认为工艺改进应从材料和热处理工艺两方面入手，提出工艺改进措施如下：

(1)工件材料改用20CrMnTi钢，通过表层碳氮共渗和整体淬火强化，使工件硬度均匀。

(2)增加正火、喷丸工序。正火目的是稳定组织和消除原材料的组织缺陷及应力等，并为共渗热处理提供较好的预备组织。喷丸处理可使连接轴表面得到冷变形强化，提高工件使用寿命。改进后工件加工流程如下：下料-正火-粗加工-精加工-稀土碳氮共渗-淬火-校正-回火-喷丸-磨外圆-检验-成品。

(3)连接轴进行稀土碳氮共渗处理，共渗后直接淬火。碳氮共渗有效硬化层厚度为0.6mm土0.1mm，表面硬度≥50HRC，为获得较合适冷却效果和使工件变形微小，设计了专用淬火挂具。装挂后工件垂直安放，工件加热中可保证炉气通畅对流，同时可防止因高温加热工件自重引起的变形。渗碳后整体淬火，随后进行回火处理。

用上述工艺改进后，连接轴表面硬度均匀，两端部位硬度由35-38HRC 提高到50-52HRC，接触疲劳抗力大大提高，工件使用寿命提高到3000-5000h，是原工艺工件使用寿命的10-17 倍；另一方面，改进工艺采用的专用挂结构简便实用，效果良好，工件稀土碳氮共渗淬火后，其变形量<0.5mm，金相组织合格，满足了技术要求和生产需要。

连接轴作为拖拉机上的重要零件，其质量显得至关重要。掌握连接轴产生的缺陷及其预防措施有助于我们生产出高质量的连接轴。本文简单的介绍了变形缺陷和硬度不均缺陷，希望您能把学到的东西应用到工作中去。