1.一种汽车凸缘零件技术要求
该凸缘零件的材料是40Cr，预备热处理为调质，硬度260～300HBW；硬化层深为1.0～2.0mm；硬度为50～55HRC；金相组织为7～8级马氏体；高频感应淬火区（图1中虚框线内）硬化层深1.0～2.0mm，为避免花键淬火裂纹，端面径向硬化区域4～5mm（图1中A端面）。
现行的机加工艺流程：毛坯退火→钻孔→车小端外径→车大端面至光洁、车内孔→车小端面→粗、精拉花键→车外圆、切槽→车、绞叉部孔→倒角→钻螺纹底孔→攻螺纹→切卡圈槽→检验。
2.存在问题及注意事项
（1）带凸缘的轴或轴颈，硬化区最好从凸缘根部R圆角处开始，以保证获得最好的疲劳寿命。如根部不需要淬硬，硬化区距圆角处距离应为5～8mm，以避免过渡区的拉应力出现在应力集中部位。
（2）花键轴施行花键全长淬火时，硬化区应超过花键全长的10～15mm，即硬化区超过其应力集中部位。
（3）阶梯轴的阶梯小于3mm（D/2－d/2<3）时，允许采用同一感应器连续淬火，但不同直径过渡时，零件在感应器内的移动速度应有所不同。
（4）当阶梯轴的阶梯大于3mm时，轴上的硬化区应分段处理。对疲劳强度要求较高的轴，其大小轴颈R圆角过渡处可采用滚压或喷丸处理来改善和提高该处的疲劳强度。
综上所述，图1中不仅要求A端面淬火，同时要求A端面和台阶B处淬硬层连续成一体，对其感应器设计及淬火工艺调整有很大的难度，故进行了如下的工艺试验研究。
3.工艺
（1）感应器及夹具设计 根据阶梯轴的阶梯（D－d）/2=（64－44）/2=10mm，则轴上的硬化区应分段处理，故设计成如图3所示的分段式感应器，夹具设计如图4所示。
（2）热处理工艺 根据图样要求，凸缘淬火后的硬化层深为1.0～2.0mm，故选用的是中频感应淬火机床，如图5所示。
加热电源参数：
频率为25kHz；电压：360-520，3 ph Vac，功率为100kW；淬火液流量为3.8～3.9m3/h；加热时间为3.8s；喷液时间为6s；感应器与处理面间隙：距端面A为1mm。淬火后硬度为55～57HRC，试验过程及金相取样如图6、图7所示。
凸缘零件淬火后经磁粉探伤检测，未发现缺陷磁痕显示。
金相检验结果如图8所示。
4.结果分析
（1）φ62mm轴颈3mm倒角处淬硬层为0.5mm（技术要求：1.0～2.0mm），不合格；从φ62mm轴颈下端15mm处淬硬层为2.4mm（技术要求：1.0～2.0mm），不合格。
由于该零件上同时有端面及凸缘两个感应淬火疑难结构的存在，而上述部位的存在，在实施局部感应淬火时，易产生尖角效应，即在局部感应淬火时，位于尖角处的电流密集，易产生过热或过烧现象，甚至产生淬火裂纹，故感应加热工艺存在一定难度。
（2）由于φ62mm轴颈加热温度高，而φ62mm轴颈3mm倒角处加热温度低（加热颜色偏暗），在感应器下端整体位置上移5mm，同时将φ62mm轴颈与感应器内壁处间隙加大1.5mm进行试验，最终使问题得以圆满解决（台阶处加热时间由原来3.8s增加至4.2s）。
5.结语
（1）通过一发法感应器的设计，避免了凸缘处的电流密集导致过热、过烧，甚至淬火裂纹的产生。
（2）通过调整感应器间隙大小及加热冷却时间等工艺参数，使凸缘处感应淬火的淬硬层深度得到有效的控制，且淬硬层连续，分布均匀，继而提升了淬火质量。
（3）通过定位夹具使凸缘的加热位置得以控制，使其在感应淬火过程中旋转定位加热，进一步确保了淬火质量，且操作方法简单可靠，易于实施，质量稳定，效率高，具有很好的应用价值。
（4）程序编制合理，配合优化的工艺参数，满足了凸缘所需的淬火硬度、淬硬层深度以及淬火均匀性，且淬火后变形小，达到了产品设计要求，提高了产品质量。
