机械零部件淬火选用表面淬火设备效率更高
机械零部件为什么需要淬火?机械零部件一般为金属制品,金属在开采过程中由于其内部的杂质较多,其物理化学性质在使用中存在着严重的不稳定性,通过热处理加工 ,能够有效的对其进行提纯,完善其内部的纯度,热处理技术还能够强化其质量的提升,优化其实际的使用性能。金属热处理技术与其他的普通加工技术相比而言,具有极大的优势。销轴淬火设备是专门针对销轴研发的一类淬火设备,其实销轴的淬火设备选不只这一种,但销轴淬火设备却成为了厂家的,就是因为更适合,实际生产中效果和效率都好。首先,热处理只是对工件的内部的显微组织或表面的化学成分进行改变,对工件的使用性能进行改善或者是增强,而一般不会改变工件的整体化学成分和形状。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能观察到的。
为什么感应类的淬火设备更适合机械零部件淬火?1、提高零件表面的耐磨性。2、提高零件的疲劳强度。3、减少畸变:渗碳齿轮由于工艺时间长,淬火后畸变大,而齿轮感应淬火,特别是同步双频(SDF)齿轮淬火,工艺时间短,畸变小,使齿轮精度提高,噪声减低。试验中运用了多种挤压装置(淬火机床)较好地解决了大批量生产中齿条的装夹定位问题。4、节能、节材、节省劳动力与环保:采用低谇透性钢制造齿轮等零件,用感应淬火,它首先是钢材无合金元素,节省了材料费用,感应加热是局部加热淬火,时间短,因此大大节能;感应淬火可实现自动化在线生产,这样节省了劳动力,无油污、无有害气体排放,更加保护环境。5、取代深层渗碳:深层渗碳是周期长,电耗大的工艺。近年来国外已研发成功用感应淬火来取代深层渗碳,取得了很好效果。
齿轮感应淬火的发展
齿轮的硬齿面热处理工艺主要有 :渗碳 (和碳氮共渗 )、渗氮 (和软氮化 )及感应淬火。实践表明,在调质或正火的基础上再施加表面感应淬火强化处理,可使服役寿命成倍地延长。齿轮感应淬火和渗碳、渗氮相比 ,具有节能、节约合金元素、生产周期短、劳动环境好以及可在线生产等优点。因此 ,随着齿轮感应淬火工艺的不断改进 ,它在机床、汽车、拖拉机、机车以及回转支承等制造工业等应用领域得到了越来越广泛的应用。
常规 (单频 )齿轮感应淬火
机床传动齿轮使用感应淬火早 ,但受当时感应淬火电源频率的限制 ,大部分仍采用高频200kHz或中频 25~8kHz电应淬火。此种工艺常得到全齿淬硬或半齿淬硬的齿轮。
单齿一次加热或扫描淬火
单齿一次加热淬火中频 8~10kHz常用于m =8mm以上的大模数齿轮。沿齿沟扫描淬火 沿齿沟扫描淬火主要用于m =6mm以上的直齿轮及斜齿轮 ,此种方法应用极广 ,并且已有极成熟的工艺与装备。
车轴感应淬火设备
感应器研制车轴是一个变直径的圆柱体,要实现全长表面淬火在很大程度上取决于感应器的结构设计与制造。加热用感应器的设计应主要考虑①使被加热零件的表面温度均匀;②感应器损耗小,电;③感应器冷却良好;④制造简单,有足够的机械强度,操作使用方便。采用一般的多匝外圆感应器淬火时,由于尖角效应,棱边棱角部分的加热速度比其它部分快,在波形槽温度还未达到淬火温度时,盲孔出口平台的棱角棱边就已过热,甚至被烧熔。车轴加热感应器用矩形紫铜管制造成圆形感应器,并通水冷却,零件加热后由用附带喷水圈进行喷射冷却。为了保证在感应加热中尽可能地减少漏磁,提高加热效率,感应器与零件之间的间距尽可能小,但要有足够的间隙,保证使感应器能与车轴的相对运动顺利进行。因此,选择圆环形感应器内侧与车轴轮座表面之间的距离为5~6mm较为合适。
加热设备频率的选择感应加热的电流透入深度与电流的频率成反比,必须正确选择中频发生器设备的中频电流频率,以实现一定加热深度的感应加热。可通过主菜单上的按钮进行操作,并对程序中各参数进行修改、保存,实现不同的淬火工艺。正确选择加热电流频率可实现技术要求,提高热处理质量,充分发挥设备的效能,提高生产率,节省电能。感应器的电频率选择与零件的直径大小有关,大直径零件可采用较低的频率,所以对于直径很大的车轴,选择下限频率中频电源作为车轴感应加热的中频加热设备。
冷却器的研制车轴中频感应表面淬火,冷却是关键。因为车轴钢的含碳量低,临界冷却速度高。齿轮经过感应淬火后的表面温度会比普通的淬火处理高,这是感应淬火的特点,这也可以称为超硬现象。选择适当的冷却方法和冷却介质,才能使淬火区获得马氏体组织。因此,冷却器的合理设计就显得致关重要。所以 ,喷水圈喷水孔采用多排交叉分布,为防止靠近感应器处喷水孔喷射水柱飞溅影响加热效果。
淬火机床的研制为尽可能减少车轴淬火后的变形,淬火机床采用竖立式,车轴垂直放置,自身旋转,以使车轴圆周表面的加热均匀。淬火机床上的中频变压器连接加热用感应器一起可沿车轴纵向上下移动 ,移动速度采用变频连续可调。
轴类零件在感应加热淬火后的回火温度
感应淬火的钢轴类零件的回火温度为150至205摄氏度。在该温度的回火条件下,40钢的轴具有的扭转强度和较好的塑性(扭曲度),并具有的性能和抗过载性能。
此项结果是通过对40钢(热轧圆钢)的轴类零件在进行多次感应淬火和回火试验得出的结果。试验在同一环境及同一感应加热设备下进行。根据ISO6336标准,对于模数大于16的齿轮件就不再推荐使用氮化工艺提高表面硬度,故对模数大于16的内齿圈推荐采用感应淬火工艺进行加工。在试验中进行了150摄氏度、175摄氏度、205摄氏度、260摄氏度、315摄氏度等一系列的回火试验并通过数据比对得出的结论。从40钢轴的扭转试验结果看,在150摄氏度至205摄氏度回火温度下可以获得的性能。疲劳试验表示温度超过205摄氏度后,回火的结果并不理想。对于温度超过150摄氏度的回火而言,扭转强度极限下降了,而断裂前的扭转度在205摄氏度回火时达到了峰值。
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