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内球笼和外球笼统称为球笼，被称作“等速万向节”，是轿车传动系统中的重要部件，其作用是将发动机的动力从变速器传递到两个前车轮，驱动轿车高速行驶。而钟形壳是汽车用等速万向节至关重要的零件之一，它主要由工作部分和联结部分组成，工作部分由内球面及若干沟道组成，联结部分由柄部的台阶面、外花键和外螺纹等组成。
在工作过程中，外花键柄部主要承受车辆启动和制动时的扭矩及一定的弯曲载荷，有时还要承受车辆启动和制动时因突然加速和减速所产生的冲击载荷。故其外花键柄部受到的应力主要为弯曲加扭转应力。内腔沟道表面则要承受传动轴传递扭矩时沿周向产生的钢球挤压，以及车辆在转向过程中钢球沿沟道方向运动所产生的磨损。
由于钟形壳工作承受极其复杂的交变载荷，为确保外花键齿面具有足够的硬度，外花键柄部具有高的强度、良好的耐冲击韧性和抗疲劳性能；内腔沟道表面具有高硬度、高耐磨性和高接触疲劳极限。钟形壳一般选用渗碳钢，再经过表面渗碳后淬火、回火处理，达到所要求的硬度、强度和韧性等使用性能要求。
本文对20CrMnTi内球笼钟形壳在热处理渗碳淬火过程中变形控制办法进行了研究。
1.技术条件
0458D型内球笼钟形壳的加工工艺路线为：锻造→正火→粗加工→热处理（渗碳淬火+回火）→精加工→成品。
尺寸及技术要求如下：内径￠53.04mm，壁厚8mm，有效硬化层0.8～1.2mm，芯部硬度35～48HRC，椭圆变形0.1mm以内。
检测仪器：洛氏硬度计、显微维氏硬度计、通止规和圆度仪。
2.内球笼钟形壳变形控制方法
0458D型内球笼钟形壳内腔沟道在渗碳淬火过程中易产生淬火变形，若变形较大，会影响后续的装配和使用，所以应控制好内球笼钟形壳的变形量。笔者分析机加工、工装、热处理工艺、淬火冷却介质、搅拌方式等都是决定淬火变形的因素，本文着重研究了淬火冷却介质、工艺及机加工对内球笼钟形壳变形的影响。
（1）合理选择油品
热处理设备为多用炉，生产初期使用某快速油淬火，超过75%的工件因内腔道变形较大而影响产品质量，笔者通过改变渗碳时间、淬火温度及保温时间、碳势及渗碳时间、油温及搅拌频率等来降低内腔变形量，结果都不理想， 情况是工件变形超标比例为55%，图1为0458D型内球笼钟形壳外观图，图2为钟形壳装炉方式。
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一、酸洗定义及分类
1、酸洗定义：酸类按照一定的浓度、温度、速度，用化学的方法去除氧化铁皮，称为酸洗。
2、酸洗分类：
按酸的种类分：硫酸酸洗、盐酸酸洗、硝酸酸洗、 酸洗。酸洗必须根据钢材的材质选用不同的介质，例如用硫酸和盐酸酸洗碳素钢，硝酸加 的混合酸酸洗不锈钢等。
按钢材的形状分：线材酸洗、锻件酸洗、钢板酸洗、带钢酸洗等。
按酸洗设备类型分：槽式酸洗、半连续酸洗、全连续酸洗、塔式酸洗
二、氧化铁皮的去除方法
氧化铁皮的去除方法：机械法、化学法和电化学法三大类
机械法：抛光法、滚磨法、高压水冲洗法、刷光法、喷（抛）丸法、喷砂法、破鳞法等。
化学法：即采用酸、碱等化学物质与钢材表面的氧化铁皮发生化学反应而去除氧化铁皮。
电化学法：酸洗时将浸入酸溶液中的钢材的两边通过电极通上直流电以加速氧化铁皮的去除。
三、酸洗的主要形式
目前，世界上采用的钢材钢酸洗方法主要有三种：即单件钢材酸洗法（钢板酸洗法、单卷酸洗法、单捆线材酸洗法）、连续酸洗法和半连续酸洗法。
单件酸洗法是一种原始、简单的酸洗方法，其特点是不需开卷，将整卷线材或松卷后的带钢钢卷进行酸洗，然后再吊放到水池中冲洗。由于酸洗质量差，生产效率低，尤其对环境的污染很大，目前被大力淘汰。
连续式酸洗是一种高产优质，发展较快的酸洗方法，它是通过在机组上设置焊机和活套装置，使工艺段在换卷时不停机，保证机组连续运行，但机组长，设备复杂，投资较高。连续式酸洗线主要有两种形式，分别是连续卧式酸洗机组和连续塔式酸洗机组。
半连续式酸洗是相对于单件式和连续式而言的，由于它不需设置焊机(或设置简易焊机如缝合机等)和大容量活套，因此，在换卷时要停机，这种方法适合于产量在20～90万t/a的生产。
缺陷检查：
一般采用肉眼检查。对表面质量要求比较高，而且氧化铁皮比较厚的氧化铁皮比较厚的管坯，检查前可以采用酸洗或者喷丸处理将管坯表面氧化铁皮去除，是表面缺陷裸露出来，便于目视检查。
目视检查室常用的，但是其可靠性查。还可以采用磁感应探伤的方法检查管坯表面及表层的缺陷。电磁感应探伤的方法有很多，比如有：干荧光磁粉探伤法、涡流探伤法、电磁探伤法。
管坯的低倍组织检查一般采用硫印法和酸浸法。硫印检验是用相纸显示试样上的硫偏析。它可以显示管坯中的裂纹、偏析、低倍组织、夹杂分布。酸浸法是选用不同的腐蚀药、剂，对管坯缺陷和钢基体进行浸蚀由于管坯缺陷和钢基体的浸蚀程度不同，使原本难以鉴别的细小尺寸的管坯缺陷都可以显示出来。
缺陷的清理：
火焰清理、风铲清理、手动砂轮清理和自动砂轮清理、车削和砂带清理
连铸圆管坯的低倍组织缺陷
连铸圆管坯低倍组织主要由3个区组成：靠外表层的等轴细晶区、像树枝状的晶体组成的柱状晶区、中心是粗大的的等轴晶区
连铸圆坯的低倍组织缺陷对管坯的加工性能、力学性能和钢管质量产生很大的影响。常见的低倍组织缺陷有：管坯皮下气泡、疏松、缩孔、皮下裂纹、中心裂纹、组织偏析等。
管坯的皮下气泡：存在连铸坯表面的附近，形态为椭圆形。一般认为钢水脱氧不足是管坯皮下气泡产生的主要原因。一般需要对保护渣、铁合金、钢包、中间包进行烘烤、注流采用保护浇注。对于要求更高的钢种，还要采用炉外精炼的方法对钢水进行脱气。存在皮下气泡的连铸圆管坯，在加热炉加热时气泡内表面会被氧化，轧后无法焊合就会形成钢管表面缺陷。
低倍组织缺陷.jpg
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