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GEVO凸轮轴是GEVO内燃机机车的关键部件,但是随着GEVO16内燃机性能和功率的迅速提高,对GEVO凸轮轴产品质量的要求也越来越高。目前对其原材料67Cr热处理的研究少之又少,并且若沿用以往的热处理工艺会出现很多的问题,如:GEVO16柴油机凸轮轴经热处理后力学性能不合格、经感应淬火后期淬硬层深度不够、表面硬度达不到要求等。为此专门研究和优化GE凸轮轴的热处理工艺,以获得所需的性能、降低生产成本、直至批量生产。经研究和总结主要得到的结论如下:利用正交试验方案对GEVO凸轮轴原材料67Cr进行了不同的调质处理,测试其力学性能,通过测得的性能指标,分析得出调质热处理工艺参数对原材料强度的影响不大,对塑性有较大的影响。且原材料67Cr最终分析得出的最佳热处理工艺为:淬火温度790℃,保温60min后油淬,回火温度580℃,保温120min,最后空冷至室温。经最佳调质处理的试样断口呈杯锥状,且有明显的拉伸断口形貌特征,微观断口存在大量韧窝,为典型的塑韧性断口。其金相显微组织为回火索氏体组织,即为铁素体和细小颗粒状碳化物的混合物,晶粒度级别细于8级。同时,通过扫描电镜对其组织进行分析得出高密度、极细小颗粒状的碳化物均匀弥散分布在其显微组织中,可使凸轮轴原材料67Cr的硬度和塑韧性有所升高。GEVO凸轮轴中频感应淬火前应进行预处理,即预冷淬冷处理:首先将GEVO凸轮轴预热3s后,接着空冷2s,再进行奥氏体化加热5s,之后再补偿加热2s。淬火后冷却时先预冷5s,最后再使用喷冷却液的方式进行淬火冷却。经过以上预处理后凸轮轴表面硬度均匀、淬硬层深度增加、开裂倾向减少。同时,对GEVO16柴油机凸轮轴的中频感应淬火工艺进行优化,主要包括:将凸轮边缘淬火前进行倒角;感应线圈的设计和优化,采用仿形一体式线圈、并按供油凸轮的外形尺寸加3-5mm做成其仿形单匝感应线圈;经计算选择的设备电源功率为320KW,其频率范围为10-25kHz的感应设备;冷却液选浓度为10%~12%的AQ251。经过以上一系列的改进和优化后,凸轮轴的表面硬度及淬硬层深度均满足技术要求,且生产效率高、产品报废率降低,可进行批量生产。