半軸法蘭圓角感應淬火

半軸是汽車上傳遞扭矩的重要零件 ,過去半軸多采用調質處理 ,隨著感應淬火技術的發(fā)展 ,目前國內(nèi)外汽車半軸基本上都采用感應淬火取代調質 ,使半軸疲勞壽命成倍提高。

半軸設計給感應熱處理帶來了較大的難度 ,首先 ,采用一只感應器既要滿足桿部深層淬火 ,又要滿足法蘭部圓角大直徑范圍淬火 ,其功率分配較難掌握。其次 ,較細的桿徑 ,較深的淬火層使零件淬火變形的控制成為難點。因此必須設計的感應器滿足以克服以上的難點。采用一般的多匝外圓感應器淬火時,由于尖角效應,棱邊棱角部分的加熱速度比其它部分快,在波形槽溫度還未達到淬火溫度時,盲孔出口平臺的棱角棱邊就已過熱,甚至被燒熔。新設計的感應器有以下優(yōu)點 :鑲嵌導磁體迫使磁力線向圓角集中 ,提高了平面加熱效率 ,大大加強了圓角淬火的效果。通過實際生產(chǎn)及測試，淬火后的半軸具有很高的強韌性 ,實現(xiàn)了強度、塑性和韌性的合理配合。工藝采用立式淬火機床連續(xù)淬火，可以大批量生產(chǎn)品質優(yōu)良的半軸。

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。新設計的感應器有以下優(yōu)點:鑲嵌導磁體迫使磁力線向圓角集中,提高了平面加熱效率,大大加強了圓角淬火的效果。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。誤區(qū)二：只看輸出，不看輸入忽略了設備效率及耗電因素，等購回設備后才發(fā)現(xiàn)是“電老虎”，造成買得起，用不起的尷尬局面。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。托輪軸的感應加熱表面淬火表明，適當減小通常沿用的淬火感應圈有效圈的高度，可以增大軸類淬火的直徑，再對淬火機床稍作改裝，就可以在一定范圍內(nèi)解決大型軸類的表面淬火問題了。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。在采用非埋入式沿齒溝掃描淬火工藝時，因感應器與零件間的間隙相對較小，受加熱面的熱輻射，以及鼻部銅管有限尺寸的約束，銅管極易過熱燒壞，使感應器損壞。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。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。