汽車的轉向是由轉向器和轉向傳動機構來完成的，轉向器是轉向系中的減速增力傳動裝置，其功用是增大由轉向盤傳到轉向節的力矩，并改變力的傳遞方向。
轉向傳動機構的功用是：將轉向器輸出的運動和動力傳給轉向橋兩側的轉向節，使兩側轉向輪偏轉，并使兩轉向輪偏轉按一定的關系變化，以保證汽車轉向時車輪與地面的相對滑動盡可能小；吸收車輪傳到轉向盤的反沖力。轉向傳動機構主要由轉向搖臂、轉向直拉桿、轉向節（包括轉向節臂和梯形臂）、轉向橫拉桿等組成。轉向搖臂（也稱轉向垂臂）連著轉向器和轉向直拉桿，轉向盤和轉向器的運動傳給轉向搖臂，再由轉向搖臂傳給轉向機構，使前輪轉向，在完成這個轉向過程中，在轉向搖臂、轉向直拉桿、轉向橫拉桿中使用球頭銷完成轉向的功能。
球頭銷在獨立懸架系統中被廣泛采用，控制臂或推力桿常通過位于端部的球頭銷與其他部件相連。球頭銷的主要功能是實現車輪上下跳動和轉向運動，球頭銷是完成汽車行駛和轉向功能的重要的安保部品。常見的球頭銷形狀如圖1所示。
球頭銷部品的使用條件決定了球頭銷必須具有足夠的強度及耐久性，以承受車輪傳來的力和振動，這也就意味著該部品的熱處理控制是保證強度和耐久性的關鍵因素，在這里針對球頭銷的感應熱處理長期摸索的改進經驗介紹給各位同行參考。
1.球頭銷的主要制造工藝流程
某型載重卡車使用的球頭銷，材料采用國標的45鋼，根據球頭銷的使用及技術要求，即要求球頭銷的表面具有高的耐磨性和耐久性，主要工藝流程：下料→皂化→冷鐓成形→調質→鉆孔→粗車→粗磨→精車→精磨→滾絲→感應加熱及淬火、回火→無損檢測→包裝→入庫。
2.球頭銷的技術要求及感應熱處理主要工藝
根據該球頭銷的技術要求（見圖2），采用中頻感應加熱進行淬火、回火。使用型號為DGF-T-648B的中頻加熱機組，功率200kW、頻率8000Hz；淬火冷卻介質為清水，水溫20~40℃、淬火水壓0.2~0.8MPa；回火采用井式回火爐，回火溫度180℃。使用的加熱感應器的結構見圖3。
3.存在的問題
使用上述中頻感應熱處理工藝加工出來的球頭銷，經檢驗確認：硬度、馬氏體組織、硬化層深度、硬化區域及形狀都合格，符合技術要求，但如圖4所示的硬化層形狀中，A、B兩處明顯比其他部分層深淺，硬化層深度非常不均勻，對熱處理的穩定性控制帶來了很大的困難，為此我們決定改善此不良現象。
4.硬化層形狀不良的原因分析及改善措施
（1）硬化層形狀不良的原因分析
硬化層形狀主要取決于感應器的結構形狀，感應器與被加熱部品之間的間隙越均勻越有利于硬化層的均勻，既硬化層形狀越好，但當部品形狀復雜時，還要考慮感應加熱特有的“尖角效應”。另外，本感應器的加熱和淬火冷卻噴水圈為一體化設計，因此在對感應器有效圈的形狀設計時考慮了部品的放入和取出問題，導致該感應器的形狀設計成如圖3所示的結構，而要改善圖4所示的硬化層形狀不良，只能從根本上改變感應器的結構和淬火冷卻噴水圈的結構，為此我們需要重新設計感應器和淬火冷卻噴水裝置。
（2）改善措施
新設計的的感應器和淬火冷卻噴水裝置采用分體結構（見圖5），左側為總成裝配的感應器和淬火冷卻噴水裝置，右側A-A剖視圖為感應器和工件上定位裝置，感應器的形狀保證了感應器有效圈內側和工件間的間隙的均勻性，工件放入下置的裝夾機構，移入感應器內，調整行程至中間位置，用上定位裝置固定，然后下置的裝夾機構帶動球頭銷旋轉，感應器通電加熱部品，加熱完成后由前后淬火噴水盒噴水冷卻淬火，噴水停止后下置的裝夾機構移出，取出球頭銷，再裝夾未淬火的球頭銷重復上述過程，完成淬火后的球頭銷入回火爐回火。
5. 改善效果
應用上述的改善措施重新對球頭銷進行感應熱處理，經檢驗，回火硬度60HRC；金相組織如圖6、圖7所示，表層為馬氏體6級，心部為回火索氏體2級；硬化層深度3.2~4.0mm如圖8所示，改善后的球頭銷硬化層形狀和層深比改善前相對均勻，尤其在圖8中的A、B兩處的硬化層深度和形狀得到了明顯的改善，但是在用于生產過程中操作者反饋裝夾和卸件效率低，導致產量比改善前下降。
6. 再改善
針對裝夾和卸件效率低的問題，我們分析主要是新設計的定位和裝夾裝置不夠合理，導致人工操作動作比較多，花費時間長，為此我們決定引入立式機床來取代原定位和裝夾裝置，這樣減少了原固定螺母的時間和工件放入下置的裝夾機構所需移入感應器內的時間，為此相應的圖5所示的分體式感應器和淬火冷卻噴水裝置中A-A視圖變為圖9所示狀態。
7. 再改善確認
經過再改善后的裝夾、定位機構投入生產使用后，裝夾和卸件的效率恢復到正常的生產狀態，滿足了生產的要求。
8、結語
通過對形狀比較復雜的球頭銷的感應熱處理的系統改進，更深入地意識到在熱處理工藝設計過程中，只有不斷設計、實踐驗證、改善確認、再檢討改善提高的循環過程，才能使整個熱處理系統持續改進到更加符合部品設計所要求的技術性能要求。
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