FW250分度頭主軸采用高頻淬火設(shè)備進(jìn)行熱處理的具體工藝

FW250分度頭主軸的材料為45鋼。熱處理技術(shù)要求：除法蘭盤(pán)與中部硬度≤30HRC，其余為45-50HRC。為滿(mǎn)足其技術(shù)要求，采用高頻淬火設(shè)備進(jìn)行熱處理，效果良好。

（1）工藝流程 下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一機(jī)械加工一φ48.2mm段局部淬火、回火一機(jī)械加工一感應(yīng)淬火、回火一精加工。

（2）熱處理工藝

1）正火。采用高頻淬火設(shè)備，加熱溫度為830-850℃，出爐空冷。

2）調(diào)質(zhì)。毛坯經(jīng)粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。其淬火加熱溫度為820-840℃，先水淬30s左右再入油冷卻；高溫回火溫度為610-630℃，空冷。淬火硬度≥50HRC，回火后硬度為235-265HBW。

3）φ48.2mm尺寸局部淬火、回火。選用高頻淬火設(shè)備進(jìn)行局部淬火。其淬火加熱溫度為820-840℃，先水淬20s左右再入油冷卻；回火加熱溫度為340-360℃。

局部淬火部位硬度為45-50HRC，徑向圓跳動(dòng)不大于加工余量的1/2。

4） 法蘭盤(pán)與中部感應(yīng)淬火、回火。榔頭頭部與尾部的用途不同，頭部是用于錘打別的物件，所以要求較硬、耐磨，但不得開(kāi)裂。采用高頻淬火設(shè)備，感應(yīng)器選擇自噴水式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑為淬火部位外徑 （4-6mm）。淬火冷卻介質(zhì)為清潔水。其淬火加熱溫度為880-900℃，陽(yáng)極電壓為13.5kV，陽(yáng)極電流為6A，屏極電流為1.2A，主軸連續(xù)淬火的相對(duì)移動(dòng)速度為100mm/min?；鼗饻囟葹?80-300℃，回火后，硬度＜30HRC。

5）校直。對(duì)個(gè)別畸變超差件，可采用200kN液壓校直機(jī)校正。校直后進(jìn)行低溫回火，以消除殘余應(yīng)力。

高頻淬火設(shè)備對(duì)齒輪進(jìn)行淬火常見(jiàn)問(wèn)題及處理對(duì)策

不管是滲碳淬火、碳氮共滲淬火、感應(yīng)加熱淬火還是整體加熱淬火，齒輪高頻淬火冷卻過(guò)程可能出現(xiàn)的熱處理質(zhì)量問(wèn)題主要有：

1、淬火后硬度不足、淬火態(tài)硬度不均、淬火硬化深度不夠；

2、 淬火后心部硬度過(guò)高；

3、 淬火變形超差；

4、淬火開(kāi)裂；

出現(xiàn)這類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題往往與齒輪的材質(zhì)、前處理、淬火加熱和淬火冷卻有關(guān)。在排除材質(zhì)、前處理和加熱中的問(wèn)題后，淬火介質(zhì)及相關(guān)技術(shù)的作用就特別突出了。事實(shí)上，近年來(lái)國(guó)外對(duì)淬火冷卻的研究也證明，在改進(jìn)和提高熱處理質(zhì)量的工作中，注意的正是淬火冷卻。

齒輪用高頻淬火設(shè)備進(jìn)行熱處理冷卻中的質(zhì)量問(wèn)題

一、硬度不足與硬化深度不夠

齒輪高頻淬火冷卻速度偏低是造成齒輪淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不夠的原因，但是，根據(jù)實(shí)際淬火齒輪的材質(zhì)、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分為高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。在共析溫度范圍內(nèi)的不同溫度點(diǎn)，都對(duì)應(yīng)著不同的鐵素體和奧氏體平衡量，這樣，只要控制不同的加熱溫度和保溫時(shí)間，就可獲得不同比例的鐵索體和珠光體基體組織，在較大幅度內(nèi)調(diào)整鑄鐵的力學(xué)性能。比如。對(duì)于中小齒輪，淬火硬度不足往往是中高溫階段冷速不足所致，而模數(shù)大的齒輪要求較深淬硬層時(shí)，提高低溫冷卻速度就非常必要了。提高所用淬火介質(zhì)的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。

二、淬火后心部硬度過(guò)高

這類(lèi)問(wèn)題可能與所選介質(zhì)冷速過(guò)快或介質(zhì)的低溫冷卻速度過(guò)高有關(guān)。解決辦法之一是改換淬火油來(lái)滿(mǎn)足要求。辦法之二是與淬火介質(zhì)生產(chǎn)廠家聯(lián)系，有針對(duì)地加入適當(dāng)?shù)奶砑觿﹣?lái)降低淬火油的中低溫冷卻速度。辦法之三是改用淬透性更低的鋼種。

三、齒輪高頻淬火開(kāi)裂問(wèn)題

這個(gè)問(wèn)題主要出現(xiàn)在感應(yīng)加熱淬火中。選擇好水性淬火介質(zhì)，比如國(guó)內(nèi)外普遍采用的PAG類(lèi)淬火介質(zhì)代替原來(lái)使用的自來(lái)水，問(wèn)題便解決了。感應(yīng)加熱淬火采用PAG介質(zhì)?？梢垣@得高而均勻的淬火硬度和深而且穩(wěn)定的淬硬層，淬裂危險(xiǎn)。

超音頻淬火設(shè)備和高頻淬火設(shè)備應(yīng)用在齒輪表面淬火的硬化層分布形式

硬化層分布形式一種：齒根不淬硬，采用回轉(zhuǎn)加熱的方法，這種淬火方法所達(dá)到的效果就是齒面耐磨性提高，彎曲疲勞強(qiáng)度受一定影響，許用彎曲應(yīng)力低于該鋼材調(diào)質(zhì)后的水平；這種淬火方法一般應(yīng)用在處理齒輪寬度10-100mm,模數(shù)小于5mm，齒輪的直徑是由設(shè)備的功率決定。2、采用中頻淬火爐淬火時(shí)，感應(yīng)器與零件的間隙應(yīng)均勻一致，旋轉(zhuǎn)速度與下降速度應(yīng)匹配，避免出現(xiàn)黑白相間的軟帶，造成耐磨性降低。

第二種、齒根都淬硬需要混轉(zhuǎn)加熱淬火法，齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強(qiáng)度都得到提高；許用彎曲應(yīng)力比調(diào)質(zhì)狀態(tài)提高30%-50%，可部分代替滲碳齒輪；一般對(duì)齒寬10-100mm。一般淬火件為減少淬火內(nèi)應(yīng)力、降低脆性、保持高硬度、高耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度，往往采用超音頻淬火設(shè)備進(jìn)行回火熱處理。模數(shù)小于等于5mm，火焰淬火的話(huà)直徑可達(dá)到450mm，一般模數(shù)小于等于6mm，個(gè)別情況需要小于等于10mm。

第三種、齒面淬硬，齒根不淬硬，采用單齒連續(xù)加熱淬火的方法，淬火效果為齒面耐磨性提高，彎曲疲勞強(qiáng)度手一定影響，一般硬化層結(jié)束離齒根2-3mm處；許用彎曲應(yīng)力低于該鋼材調(diào)質(zhì)后的水平，這種單齒淬火的方法，齒輪直徑是不受限制的，單齒淬火模數(shù)要大于等于10mm。6、原始組織不均勻，有較嚴(yán)重的帶狀組織或碳化物偏析，針對(duì)于此，我們應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行鍛造和預(yù)備熱處理，使組織均勻化。

第四種、齒面齒根都要淬硬，沿齒溝連續(xù)加熱淬火，齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強(qiáng)度均提高；許用彎曲應(yīng)力比調(diào)質(zhì)狀提高30%-5.%，可部分代替滲碳齒輪的。(1)正火消除鍛造應(yīng)力，均勻組織、細(xì)化晶粒，改善切削加工工藝性和表面加工質(zhì)量。這種淬硬分布形式不受齒輪直徑的限制，但是模數(shù)一定到大于等于10mm。齒輪采用超音頻，高頻淬火設(shè)備的方式淬火感應(yīng)器結(jié)構(gòu)也非常嚴(yán)謹(jǐn)，要保證感應(yīng)器充分冷卻的條件下，使感應(yīng)器提高加熱效率。