大型軸承圈滾道中頻感應(yīng)淬火

鋼平面滾道軸承是火箭、、發(fā)射裝置中用于回轉(zhuǎn)支承的重要部件。其滾道表面應(yīng)采用中頻感應(yīng)連續(xù)淬火回火。弧面要求淬火HRC50~55,硬化層深度3.0mm,允許2處共有<40mm長、HRC>45的淬火軟帶區(qū),不允許有密集的發(fā)紋。

滾道圈嵌鑲在框架之中,采用中頻感應(yīng)淬火機(jī)床，專用淬火操縱臺和工件回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)架等輔助裝置。中頻淬火工藝在滾道弧面上連續(xù)漸進(jìn)預(yù)熱、加熱噴射淬火。（2）相比于滲碳淬火，工件不是整體加熱，變形較小，故相應(yīng)磨量較小，設(shè)計(jì)放模量可減少，且后續(xù)生產(chǎn)加工成本較低。調(diào)整、校正置于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)架上的軸承滾道,對回轉(zhuǎn)架中心的不同心度和不平行度小于0.6mm 。感應(yīng)器施感導(dǎo)體的工作面與滾道表面間隙2~4 mm。軸承圈滾道表面中頻連續(xù)噴射淬火介質(zhì)常用 0.05~0.3%聚乙烯醇水溶液、4~10%乳化油水溶液或其它油類介質(zhì)。聚乙烯醇淬火介質(zhì)冷卻能力強(qiáng)。

車軸感應(yīng)淬火設(shè)備

感應(yīng)器研制車軸是一個(gè)變直徑的圓柱體,要實(shí)現(xiàn)全長表面淬火在很大程度上取決于感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造。加熱用感應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮①使被加熱零件的表面溫度均勻;②感應(yīng)器損耗小,電;③感應(yīng)器冷卻良好;④制造簡單,有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,操作使用方便。其作用是把不需加熱的地方全部屏蔽,只露出波形槽部分,這樣,在波形槽感應(yīng)加熱淬火過程中可地減少盲孔受到的熱影響。車軸加熱感應(yīng)器用矩形紫銅管制造成圓形感應(yīng)器,并通水冷卻,零件加熱后由用附帶噴水圈進(jìn)行噴射冷卻。為了保證在感應(yīng)加熱中盡可能地減少漏磁,提高加熱效率,感應(yīng)器與零件之間的間距盡可能小,但要有足夠的間隙,保證使感應(yīng)器能與車軸的相對運(yùn)動(dòng)順利進(jìn)行。因此,選擇圓環(huán)形感應(yīng)器內(nèi)側(cè)與車軸輪座表面之間的距離為5～6ｍｍ較為合適。

加熱設(shè)備頻率的選擇感應(yīng)加熱的電流透入深度與電流的頻率成反比,必須正確選擇中頻發(fā)生器設(shè)備的中頻電流頻率,以實(shí)現(xiàn)一定加熱深度的感應(yīng)加熱。1)齒輪全齒加熱淬火時(shí)，應(yīng)在淬火機(jī)床上進(jìn)行，齒輪與定位心軸的間隙應(yīng)≤0。正確選擇加熱電流頻率可實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求,提高熱處理質(zhì)量,充分發(fā)揮設(shè)備的效能,提高生產(chǎn)率,節(jié)省電能。感應(yīng)器的電頻率選擇與零件的直徑大小有關(guān),大直徑零件可采用較低的頻率,所以對于直徑很大的車軸,選擇下限頻率中頻電源作為車軸感應(yīng)加熱的中頻加熱設(shè)備。

冷卻器的研制車軸中頻感應(yīng)表面淬火,冷卻是關(guān)鍵。因?yàn)檐囕S鋼的含碳量低,臨界冷卻速度高。為了避免發(fā)生脆性斷裂,滿足強(qiáng)度與韌性的要求,目前車軸常采用調(diào)質(zhì)或正火工藝,但往往因疲勞與微動(dòng)磨蝕磨損性能欠佳,而沒有達(dá)到應(yīng)有的使用壽命。選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s方法和冷卻介質(zhì),才能使淬火區(qū)獲得馬氏體組織。因此,冷卻器的合理設(shè)計(jì)就顯得致關(guān)重要。所以 ,噴水圈噴水孔采用多排交叉分布,為防止靠近感應(yīng)器處噴水孔噴射水柱飛濺影響加熱效果。

淬火機(jī)床的研制為盡可能減少車軸淬火后的變形,淬火機(jī)床采用豎立式,車軸垂直放置，自身旋轉(zhuǎn),以使車軸圓周表面的加熱均勻。淬火機(jī)床上的中頻變壓器連接加熱用感應(yīng)器一起可沿車軸縱向上下移動(dòng) ,移動(dòng)速度采用變頻連續(xù)可調(diào)。

齒輪雙頻感應(yīng)加熱過程及齒輪材質(zhì)的選擇

雙頻加熱的原理是使用低高兩種頻率的熱源。首先，以較低頻率的熱源加熱(3—10kHz)，為齒輪預(yù)熱提供所需能量。

隨后，立即進(jìn)行高頻熱源加熱，頻率范圍100-250kHz之間。頻率選擇依齒輪尺寸及周節(jié)大小而定。高頻熱源將迅速使全部齒輪外表面加熱至淬火溫度，然后齒輪立即淬火，獲得設(shè)計(jì)所規(guī)定的硬度。

在雙頻加熱中，固定在心軸上旋轉(zhuǎn)著的齒輪接受預(yù)熱，隨后一個(gè)快速“脈沖使之達(dá)到終適宜的淬火溫度后，工件被送入水中淬火。全部過程共需30秒鐘。

這一過程為計(jì)算機(jī)所控制。由于加熱速度快，表面無氧化、脫碳現(xiàn)象，外觀質(zhì)量及心部材料的性能仍保持不變。

制造齒輪有多種材料，從工藝及經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)，鋼得到廣泛應(yīng)用。

含碳量決定鋼能達(dá)到的硬度。通常用于感應(yīng)熱處理的鋼，視其表面的設(shè)計(jì)硬度要求，含碳量一般為0.40,0.50或0.60％為宜。

要使零件在局部加熱之后淬火硬化，鋼的含碳量必須達(dá)到設(shè)計(jì)硬度的要求。

雙頻感應(yīng)淬火解決這一問題的辦法是，嚴(yán)格控制熱處理變形，使變形量限制在太多數(shù)齒輪的設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)。

齒輪淬火處理有其特點(diǎn)，雙頻感應(yīng)處理是各種方法中較理想的。在常規(guī)處理中，要同時(shí)滿足一定的硬化層深度及變形要求是困難的，因?yàn)閮烧邥?huì)相互影響，相互制約。第二種解釋就是因?yàn)橛捎诟袘?yīng)淬火時(shí)冷卻速度快，在齒輪淬火表面層存在較大的殘留壓應(yīng)力，從而提高了齒輪的表面硬度。而雙頻感應(yīng)方法僅對齒輪的局部提供淬火所必須的能量(比常規(guī)生產(chǎn)減少2—3倍)，因此，變形范圍及硬化深度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。