花鍵軸感應淬火的研究

目前，花鍵軸中頻感應淬火工藝已逐步代替原滲氮工藝。

(1)淬火感應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,減弱磁感應強度;齒面部位加熱速度較快,增大間距,適當減弱磁感應強度;齒根部位加熱速度慢,增大間距,增強磁感應強度。

(2)加裝導磁體減少感應器鼻部寬度,利用鑲裝磁阻小的導磁體材料(硅鋼片)。感應加熱磁場鄰近效應及導磁體的驅流效應,使感應磁場進一步被擠向感應器鼻部邊緣,相當于再縮小感應器與齒根間距,提高齒根加熱速度,達到接近齒面加熱速度,這樣達到減少花鍵軸同一橫截面淬火加熱溫度不均勻性的目的?，F(xiàn)代化的雙頻齒輪感應淬火現(xiàn)代化的雙頻齒輪加熱已經(jīng)改進在一個感應器內(nèi)進行。

邊輪支承軸的中頻感應淬火

輪邊支承軸是一種大型重載外圓變截面感應淬火零件,其材料從歐洲進口 (零件材料按歐洲標準 ) ,成分接近于國內(nèi)的 35Ｇ鋼 ,熱處理要求十分嚴格。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 ,臺階處要求連續(xù)過渡。若不對稱，還可能造成間隙小的一側發(fā)生感應器與零件短路打弧，使感應器早期損壞。淬火加熱及冷卻系統(tǒng)在完成一個工作程序后 ,回到起始工作位置時 ,其重復定位精度誤差不能超過 0.05ｍｍ ,系統(tǒng)的移動速度應均勻平穩(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渡區(qū)的硬化層深度達到工藝要求 ,產(chǎn)品質量連續(xù)、穩(wěn)定、可靠。

感應淬火設備是保證質量的前提 ,在正常生產(chǎn)過程中應盡可能減少人為因素對產(chǎn)品質量造成的影響 ,即自動化程度要高 ,不同工件的成熟工藝及參數(shù)等都應能存儲 ,隨時調用。感應器截面是斜面狀 ,使用安裝時感應器底部盡可能貼近工件的環(huán)形面 ,感應器內(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解釋，這就是由于齒輪在經(jīng)過感應設備淬火的時候，在低溫回火過程中，齒輪硬度下降的比普通淬火的要多。適當停留感應器 ,由于熱傳導和微弱感應雙重影響 ,使環(huán)形區(qū)與圓柱區(qū)之間的過渡區(qū) 得以加熱 ;之后 ,感應器沿圓柱區(qū)向花鍵區(qū)方向移動 ,并根據(jù)硬化層深度要求不同 ,設定不同的移動速度和加熱功率 ,并冷卻 ,可以獲得預期的硬化層。

車軸感應淬火設備

感應器研制車軸是一個變直徑的圓柱體,要實現(xiàn)全長表面淬火在很大程度上取決于感應器的結構設計與制造。加熱用感應器的設計應主要考慮①使被加熱零件的表面溫度均勻;②感應器損耗小,電;③感應器冷卻良好;④制造簡單,有足夠的機械強度,操作使用方便。車軸加熱感應器用矩形紫銅管制造成圓形感應器,并通水冷卻,零件加熱后由用附帶噴水圈進行噴射冷卻。鋼齒圈的感應淬火鋼齒圈的表面感應淬火后技術要求為:表面硬度55HRC~60HRC,淬硬層深為1。為了保證在感應加熱中盡可能地減少漏磁,提高加熱效率,感應器與零件之間的間距盡可能小,但要有足夠的間隙,保證使感應器能與車軸的相對運動順利進行。因此,選擇圓環(huán)形感應器內(nèi)側與車軸輪座表面之間的距離為5～6ｍｍ較為合適。

加熱設備頻率的選擇感應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)生器設備的中頻電流頻率,以實現(xiàn)一定加熱深度的感應加熱。正確選擇加熱電流頻率可實現(xiàn)技術要求,提高熱處理質量,充分發(fā)揮設備的效能,提高生產(chǎn)率,節(jié)省電能。40mm，定位心軸臺階高為5~10mm即可，太大時會對齒輪加熱有影響。感應器的電頻率選擇與零件的直徑大小有關,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加熱的中頻加熱設備。

冷卻器的研制車軸中頻感應表面淬火,冷卻是關鍵。因為車軸鋼的含碳量低,臨界冷卻速度高。選擇適當?shù)睦鋮s方法和冷卻介質,才能使淬火區(qū)獲得馬氏體組織。制動凸輪感應器，由于工件要求的淬硬部位為兩個圓弧面，現(xiàn)代制動凸輪感應器大都設計成仿形結構。因此,冷卻器的合理設計就顯得致關重要。所以 ,噴水圈噴水孔采用多排交叉分布,為防止靠近感應器處噴水孔噴射水柱飛濺影響加熱效果。

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

凸輪軸感應淬火

感應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，勞動條件好，無污染和易于實現(xiàn)機械化、自動化等一系列優(yōu)點。

對于凸輪軸感應淬火，傳統(tǒng)滲碳爐裝載量少，且淬火質量不高。淬火機床采用凸輪軸雙工位感應淬火機床，該設備感應加熱電源采用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)。淬火機床可以嚴格控制冷卻液噴射時間，使工件既能獲得足夠的表面硬度，又不會因冷卻過于劇烈而開裂。凸輪軸淬火位置的調試首先根據(jù)凸輪軸的結構和尺寸，在程序中確定各檔相對位置。可以看出一點：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類的軸類淬火設備，三種淬火設備的工作原理相同：將工件放入感應器(線圈)內(nèi)，當感應器中通入一定頻率的交變電流時，周圍即產(chǎn)生交變磁場。通過肉眼觀察感應器的位置及加熱效果完成粗調，粗調并試淬后，進行金相分析測定淬硬層的分布狀況，再進行位置微調。在確定加熱功率和淬火液濃度后，為了保證淬硬層深度達到技術要求，還需要確定合適的加熱時問，以保證在滿足技術要求的前提下，提高生產(chǎn)效率。