50钢凸轮轴零件最终热处理工艺设计(5)
合金铸铁：用这种材料所制造的凸轮轴一般用于高转速凸轮轴。
球墨铸铁：具有较高的强度、耐磨性、抗氧化性、减震性及较小的缺口敏感性。使用球墨铸铁为材料的凸轮轴一般用在单缸内燃机上。
中碳钢：一般用于大型发动机凸轮轴。如：6102发动机采用模锻锻造成型，也有一部分用于摩托凸轮轴，成型较简单。模锻后一般要进行退火处理以便于机械加工。[3]
冷激铸铁：使用冷激铸铁为材料的凸轮轴通常处于干摩擦或半干摩擦工作状态，而需要承受较大的弯曲、接触载荷。要求其心部仍然保持一定的韧性，材料表面层的抗磨性和强度要高。
1.1.4 凸轮轴加工工艺流程
中碳钢凸轮轴一般加工工艺流程：（1）下料 （2）楔横轧（3）机加工（4）感应淬火（5）回火（6）机加工（7）检验（8）入库。
1.1.5 凸轮轴感应淬火常见缺陷与对策
通常来说凸轮轴的表面淬火主要是指感应淬火，它实现了其他作业炉所无法实现的表面连续淬火处理，故而在日常生产中得到了广泛的应用。但感应淬火也并非尽善尽美，同样存在着进行加热工艺时出现缺陷的可能，工艺设计者们根据感应淬火生产实践经验，总结出凸轮轴感应淬火时部分缺陷的成因以及补救对策，总汇如下表1.1。
表1.1 凸轮轴感应淬火常见缺陷与对策[2]
缺陷的形式和类型 产生的原因 对策或补救办法
凸轮侧面存在软点 ①曲轴转动过快，在凸轮的背水面形成软点或有低的硬度
②冷却条件不好（水压低，堵塞等）
将转速控制在50r/min
感应加热使将相邻的已淬火的轴径回火 ①淬火部位间隙太小
②感应圈与淬火部位相对位置不合适 ①在感应器上加屏蔽装置
②感应器两侧装导磁体
③调整两者的位置
凸轮尖部和边角淬硬层崩落
①凸轮尖部过热
②淬硬层过深
③冷却速度快
④自回火温度低
⑤钢的碳含量高
⑥感应器与凸轮的间隙过小
⑦有效圈的高度过高
⑧凸轮轴鼻子有表面有磨损的痕迹 ①缩短加热时间
②加大感应器的内径和减小感应器的有效高度
③减少水压和提高冷却水温
④确保合适的自回火温度
⑤选用符合成分要求的材料
⑥调整凸轮和感应器的相对位置
⑦合理控制感应圈的整体高度
⑧提高其加工部位的表面粗糙度
凸轮尖部硬度偏低和金相组织级别偏低 ①淬火加热温度低
②原始组织粗大
③加热时间短、组织未完全改变 ①在感应器有效圈外圆装门型硅钢片，降低比功率
②先正火处理控制晶粒度在7-8级
③适当延长加热的时间
凸轮轴局部熔化成金相组织中残余奥氏体过多 ①淬火加热温度过高
②凸轮轴未进行旋转
③感应器与凸轮轴的间隙太小
④感应器的定位不牢 ①缩短加热时间或比功率
②确保凸轮轴正常旋转
③加大感应器的内径或减小感应器有效高度
铸铁凸轮轴的硬度不均匀或硬度偏低 ①毛坯铸态组织不合格
②毛坯铸态硬度低
③加热温度低 ①毛坯铸态硬度和组织合格
②适当延长加热时间
1.2 50钢的简介
50钢属于中碳高强度碳素结构钢。50钢的冷变形塑性低焊接性差，可加工性为中等，热处理时淬透性较低，水中临界淬透直径为13-30mm且在水淬时会产生开裂倾向。此钢通常在正火或淬火后进行低温回火，或高频感应淬火等热处理后使用。