花鍵軸感應(yīng)淬火的研究

目前，花鍵軸中頻感應(yīng)淬火工藝已逐步代替原滲氮工藝。

(1)淬火感應(yīng)器與花鍵軸鍵槽同一截面各部位不等間距齒頂部位加熱速度快,增大間距,減弱磁感應(yīng)強(qiáng)度;齒面部位加熱速度較快,增大間距,適當(dāng)減弱磁感應(yīng)強(qiáng)度;齒根部位加熱速度慢,增大間距,增強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度。

(2)加裝導(dǎo)磁體減少感應(yīng)器鼻部寬度,利用鑲裝磁阻小的導(dǎo)磁體材料(硅鋼片)。感應(yīng)加熱磁場(chǎng)鄰近效應(yīng)及導(dǎo)磁體的驅(qū)流效應(yīng),使感應(yīng)磁場(chǎng)進(jìn)一步被擠向感應(yīng)器鼻部邊緣,相當(dāng)于再縮小感應(yīng)器與齒根間距,提高齒根加熱速度,達(dá)到接近齒面加熱速度,這樣達(dá)到減少花鍵軸同一橫截面淬火加熱溫度不均勻性的目的。現(xiàn)代化的雙頻齒輪感應(yīng)淬火現(xiàn)代化的雙頻齒輪加熱已經(jīng)改進(jìn)在一個(gè)感應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。

邊輪支承軸的中頻感應(yīng)淬火

輪邊支承軸是一種大型重載外圓變截面感應(yīng)淬火零件,其材料從歐洲進(jìn)口 (零件材料按歐洲標(biāo)準(zhǔn) ) ,成分接近于國(guó)內(nèi)的 35Ｇ鋼 ,熱處理要求十分嚴(yán)格。硬化層深度要求較深 ,且在不同截面處的硬化層深度要求不一 ,臺(tái)階處要求連續(xù)過(guò)渡。若不對(duì)稱，還可能造成間隙小的一側(cè)發(fā)生感應(yīng)器與零件短路打弧，使感應(yīng)器早期損壞。淬火加熱及冷卻系統(tǒng)在完成一個(gè)工作程序后 ,回到起始工作位置時(shí) ,其重復(fù)定位精度誤差不能超過(guò) 0.05ｍｍ ,系統(tǒng)的移動(dòng)速度應(yīng)均勻平穩(wěn) ,能在規(guī)定的不同位置停留 ,在不同區(qū)域以不同的規(guī)定速度工作 ,這樣才能保證工件不同截面及尺寸過(guò)渡區(qū)的硬化層深度達(dá)到工藝要求 ,產(chǎn)品質(zhì)量連續(xù)、穩(wěn)定、可靠。

感應(yīng)淬火設(shè)備是保證質(zhì)量的前提 ,在正常生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)盡可能減少人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成的影響 ,即自動(dòng)化程度要高 ,不同工件的成熟工藝及參數(shù)等都應(yīng)能存儲(chǔ) ,隨時(shí)調(diào)用。感應(yīng)器截面是斜面狀 ,使用安裝時(shí)感應(yīng)器底部盡可能貼近工件的環(huán)形面 ,感應(yīng)器內(nèi)徑也比常規(guī)尺寸偏大 ,使其稍離圓柱區(qū)。我們還可以從另一方面來(lái)解釋，這就是由于齒輪在經(jīng)過(guò)感應(yīng)設(shè)備淬火的時(shí)候，在低溫回火過(guò)程中，齒輪硬度下降的比普通淬火的要多。適當(dāng)停留感應(yīng)器 ,由于熱傳導(dǎo)和微弱感應(yīng)雙重影響 ,使環(huán)形區(qū)與圓柱區(qū)之間的過(guò)渡區(qū) 得以加熱 ;之后 ,感應(yīng)器沿圓柱區(qū)向花鍵區(qū)方向移動(dòng) ,并根據(jù)硬化層深度要求不同 ,設(shè)定不同的移動(dòng)速度和加熱功率 ,并冷卻 ,可以獲得預(yù)期的硬化層。

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(zhǎng)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(jiǎn)單,有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,操作使用方便。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。鋼齒圈的感應(yīng)淬火鋼齒圈的表面感應(yīng)淬火后技術(shù)要求為:表面硬度55HRC~60HRC,淬硬層深為1。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(duì)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。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。40mm，定位心軸臺(tái)階高為5~10mm即可，太大時(shí)會(huì)對(duì)齒輪加熱有影響。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(duì)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。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。制動(dòng)凸輪感應(yīng)器，由于工件要求的淬硬部位為兩個(gè)圓弧面，現(xiàn)代制動(dòng)凸輪感應(yīng)器大都設(shè)計(jì)成仿形結(jié)構(gòu)。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)。

凸輪軸感應(yīng)淬火

感應(yīng)加熱淬火具有加熱速度快，生產(chǎn)，工件氧化脫碳少、淬火畸變小，勞動(dòng)條件好，無(wú)污染和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于凸輪軸感應(yīng)淬火，傳統(tǒng)滲碳爐裝載量少，且淬火質(zhì)量不高。淬火機(jī)床采用凸輪軸雙工位感應(yīng)淬火機(jī)床，該設(shè)備感應(yīng)加熱電源采用IGBT (與SCR可控硅相比，可靠性與節(jié)能效果更好，頻率適配范圍寬)。淬火機(jī)床可以嚴(yán)格控制冷卻液噴射時(shí)間，使工件既能獲得足夠的表面硬度，又不會(huì)因冷卻過(guò)于劇烈而開(kāi)裂。凸輪軸淬火位置的調(diào)試首先根據(jù)凸輪軸的結(jié)構(gòu)和尺寸，在程序中確定各檔相對(duì)位置?？梢钥闯鲆稽c(diǎn)：不管是花鍵軸淬火還是凸輪軸淬火亦或是齒輪軸淬火都選用的是感應(yīng)類的軸類淬火設(shè)備，三種淬火設(shè)備的工作原理相同：將工件放入感應(yīng)器(線圈)內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)器中通入一定頻率的交變電流時(shí)，周圍即產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。通過(guò)肉眼觀察感應(yīng)器的位置及加熱效果完成粗調(diào)，粗調(diào)并試淬后，進(jìn)行金相分析測(cè)定淬硬層的分布狀況，再進(jìn)行位置微調(diào)。在確定加熱功率和淬火液濃度后，為了保證淬硬層深度達(dá)到技術(shù)要求，還需要確定合適的加熱時(shí)問(wèn)，以保證在滿足技術(shù)要求的前提下，提高生產(chǎn)效率。