渗碳淬火加中频感应加热设备淬火十字轴渗碳后，其表面碳含量达到0.8%左右，并随着距表面距离的增加，碳含量逐渐降低，直至基体碳含量为0.16%左右，渗碳层的高碳含量是十字轴能够通过感应淬火提高硬度的基础。渗碳层在中频感应加热设备淬火时被快速加热，加热速度380～400℃/s，奥氏体形核率急剧增大，且奥氏体形成后没有晶粒长大的时间，因此淬火的初始奥氏体晶粒度均为14～15级的超细化晶粒，淬火冷却后形成高碳细针状马氏体，其硬度比普通淬火时高2～6HRC，这种现象被称为“超硬度”。此外，对在渗碳后普通淬火时残留奥氏体较多的钢种，采用中频感应加热设备淬火时，可以起到减少残留奥氏体的作用，并可以使淬硬层深度大于渗碳层。中频感应加热设备淬火减少残留奥氏体，其原理为奥氏体在被快速加热、短时保温的情况下，碳来不及充分溶解到奥氏体中，淬火后以碳化物的形式弥散分布在组织中，而奥氏体碳含量降低，可以降低淬火后的残留余奥氏体量，碳含量和残留奥氏体的关系如图6所示，碳含量越低，残留奥氏体量就越少。组织的改善使淬硬层的整体硬度值都被提高，在相同硬度界限值时，硬化层深度相应增加，而十字轴心部不受感应淬火的影响，依然保留回火贝氏体组织，具备良好的力学性能。

　　渗碳淬火加中频感应加热设备淬火，中频感应加热设备淬火时，碳浓度达到0.35%左右，淬火后就可以达到界限值硬度550HV1，而整体淬火时，碳浓度需达到0.45%左右，中频感应加热设备淬火后才能达到界限值硬度550HV1。以本文中的十字轴为例，要求硬化层深度最小值为3mm，在仅采用渗碳淬火工艺时，就要求工件在距表面3mm处的碳含量达到0.45%，而采用渗碳淬火加感应淬火时，要求工件在距表面3mm处的碳含量达到0.35% 即可，这就意味着，采用渗碳淬火加中频感应加热设备淬火工艺，达到相同的硬化层深度所需的渗碳时间更短，从而可以降低生产成本。

　　十字万向接轴因其使用载荷大，十字轴的使用寿命一般在1～2年，在返修的十字万向接轴中，拆解的十字轴的失效形式以表面磨损剥落为主，磨损剥落深度在0.5～1mm，加工去掉剥落层后，硬化层深度减小，硬度降低，无法直接二次使用，目前可用的十字轴修复手段只有重新渗碳淬火，但重新渗碳淬火存在着渗碳工艺难以确定、工件表面的油污难以清理、变形量大、成本高等问题，修复工艺难度较大，所以很少采用。目前我厂十字万向节修复中的十字轴基本都是直接报废，因此造成很大的成本浪费。但若采用感应淬火的方法进行修复，则十分方便，首先中频感应加热设备淬火属于局部表层加热，其热处理变形量很小，且成本很低，拆解后的十字轴直接进行中频感应加热设备淬火，淬火后经车加工去除磨损剥落部分，可知中频感应加热设备淬火后的十字轴在去除1.5mm余量后，其硬度依然达到700HV1左右，且硬化层深度也大于3mm，均能满足设计技术要求，从而可以节约大量生产成本。十字轴渗碳淬火加感应淬火，可以有效提高工件表面硬度至60HRC左右，并整体提高硬度梯度值，增加硬化层深度，改善硬化层的金相组织。