斜齒輪軸是風機（8M、9M）的重要零件，采用合金結構鋼20CrMnTi鋼制造。熱處理采用滲碳淬火表面強化處理。生產中發(fā)現(xiàn)，斜齒輪軸滲碳后出現(xiàn)縱向開裂，造成成批產品報廢，經濟損失較大。經分析缺陷產生的原因，發(fā)現(xiàn)采用高頻感應加熱爐進行熱處理，效果良好。

    檢驗發(fā)現(xiàn)，斜齒輪軸開裂部位均在φ106mm和φ101mm軸徑處，齒部無裂紋斷裂缺陷。分析認為，齒輪軸滲碳后空冷中熱應力不大，并且熱應力在表面呈壓應力狀態(tài)，故熱應力不會引起工件表面出現(xiàn)裂紋。如果滲碳件次表層發(fā)生馬氏體轉變，造成表面受拉應力的應力狀態(tài)，當表層拉應力超過工件斷裂強度時，零件產生裂紋和開裂。

    檢驗和分析證實了上述觀點。金相檢驗發(fā)現(xiàn)，斜齒輪軸表層組織為托氏體+碳化物，次表層為馬氏體組織，內層為索氏體組織。工件形成上述組織和各層碳含量及冷卻條件密切相關。滲碳后，齒輪軸表面呈過共析成分，次表層為共析成分或準共析成分，次表層向里則為亞共析成分。在此狀態(tài)下按原工藝空冷，因珠光體轉變孕育期不同，工件表面形成托氏體組織，次表層產生馬氏體組織，這樣工件表面形成拉應力而導致工件表面產生裂紋和開裂。

    根據(jù)以上分析，提出改進工藝。采用高頻感應加熱爐進行熱處理，加熱溫度為910℃，工件空冷至200-300℃左右時（馬氏體相變點以上），增加工件回火處理，溫度為550℃。此時工件中的奧氏體轉變?yōu)樗魇象w，避免產生馬氏體，從而消除工件表面拉應力和開裂現(xiàn)象。

    很多廠家采用高頻感應加熱爐進行熱處理，生產出來的斜齒輪軸性能良好，未發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象，生產質量穩(wěn)定，生產運行良好。