帶偏心輪凸輪軸的感應加熱淬火

凸輪軸是廣泛應用于汽車、工程機械、拖拉機等發動機的重要零件,它與挺桿組成一對摩擦副,其主要作用是保證氣閥定時開啟和關閉。由于發動機的高速運轉以及氣門挺桿的沖擊和磨損,在工作中除承受一定的彎曲和扭轉載荷外,還要求具有良好的強度和表面耐磨性等。凸輪軸材料的選用主要取決于其在發動機中的工作條件、使用狀況等。目前制造凸輪軸的材料、工藝種類較多,可分為鋼和鑄鐵兩大類。凸輪軸感應淬火機床必須對偏心輪表面淬硬。淬火機床具有兩個工位，淬火變壓器、感應器共兩套,每個工位各一套。雙工位可單獨執行淬火程序,可對凸輪軸的各軸承檔、凸輪檔、偏心輪檔單獨進行加熱、淬火。加熱電源系統設備采用晶體管感應加熱電源，輸出功率范圍可調。由于發動機的高速運轉以及氣門挺桿的沖擊和磨損,在工作中除承受一定的彎曲和扭轉載荷外,還要求具有良好的強度和表面耐磨性等。淬火機床控制部分該控制系統由西門子S840D數控系統構成,是該設備的核心部分，對淬火過程的凸輪軸運動、感應器移動、能量控制、冷卻水和淬火介質的冷卻、供給等進行控制,并具有自動監測和報警功能,能將故障編碼和主要內容顯示在主菜單上。可通過主菜單上的按鈕進行操作,并對程序中各參數進行修改、保存,實現不同的淬火工藝。

車軸的感應淬火

40鋼車軸表面感應淬火強化工藝研究是我國高速鐵路的發展需要,填補國內在這項領域的技術空白。

車軸表面強化工藝的選擇對于絕大部分軸類零件,通常采用高頻或中頻表面淬火來提高其使用壽命。動車軸、機車軸是一種即傳遞動力而又起支撐作用的心軸,而車輛軸是一種不傳遞動力而只起支撐作用的心軸,主要承受彎曲或彎曲疲勞負荷。統計表明大多數的各類軸均因疲勞斷裂和微動磨蝕磨損而失效。為了避免發生脆性斷裂,滿足強度與韌性的要求,目前車軸常采用調質或正火工藝,但往往因疲勞與微動磨蝕磨損性能欠佳,而沒有達到應有的使用壽命。實踐表明,在調質或正火的基礎上再施加表面感應淬火強化處理,可使服役壽命成倍地延長。因此,這是提高車軸使用壽命的一種重要工藝方法。車軸表面強化一般主要分噴涂 +滾壓強化和感應淬火強化兩種,滾壓強化因其強化深度較淺,硬度較低,提高服役壽命有限。中頻感應淬火加熱適中,適合車軸表面加熱深度。日本、法國均采用中頻感應淬火強化。要保持感應淬火技術在轉向齒條生產線上的應用,必須設計研制擠壓夾持裝置,確保該技術在大批量生產過程中發揮功效。表面感應強化對提高車軸的彎曲或扭轉疲勞強度、減少對缺口的敏感性和應力集中十分有效。表面感應淬火后,由于心部高的有效韌性和塑性,允許其硬化層有較高的硬度,以保持高的耐磨性、強度和殘余壓應力,充分發揮材料的潛力。國外對車軸中頻感應淬火從過去的局部淬火、分段淬火,發展到現在的表面全長淬火。

薄壁齒輪的超音頻感應加熱淬火

薄壁齒輪材料及熱處理技術要求

齒輪材料為45鋼。熱處理技術要求是齒坯正火到179-299HB，精切齒后沿齒溝高頻感應加熱淬火到硬度48—55HRC。齒根淬硬層深度≥0.5mm。

淬火加熱電源設備

淬火機床功率100kW，加熱頻率100kHz。感應器采用螺旋狀，同時感應器設計時增大與齒輪的耦合，提升感應加熱的速度。

加熱工藝參數

加熱采用全齒同時加熱方式。通過加熱電源輸入功率的調節控制齒輪感應加熱時獲得的比功率，從而控制感應加熱速度。加熱后采用噴水冷卻的方式。

汽車輪轂軸分段感應淬火與整體感應淬火的工藝的區別

分段感應淬火和整體感應淬火在汽車輪轂軸上應用的進行對比。

1.分段感應淬火工藝

目前生產廠家大部分都設計采用復雜臺階的輪轂軸管結構，由于輪轂軸管特殊結構，目前感應淬火強化多采用分段多次進行。淬火強化區域包括兩段外圓柱面及三個過度圓角，淬火區域比較復雜。分段感應淬火技術有以下缺點：

（1）輪轂軸管有兩段不連續的淬火區，分兩道工序淬火，所需感應器品種多；

（2）淬火變形超差造成廢品率較高，且分段淬火生產節拍慢、成本高、工人勞動強度大；

（3）分段感應淬火形成的中間淬火軟帶降低了輪轂軸管的強度，由于淬火硬化區和軟帶硬度相差大，進入磨削工序軟帶部位粗糙度偏低，影響磨削質量；

（4）分段感應淬火技術中圓角靠圓角的熱傳導帶起來，臺階尖角部位存在明顯的過熱問題；

（5）分段感應淬火使零件儲熱少，自回火開裂風險增大。對于以上分段感應淬火技術所帶來的缺點，其中淬火變形問題可以采取加大磨削余量的辦法解決，但會增加部分磨削加工的成本；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。其他缺點在使用分段淬火技術時是無法解決辦法的，如需這些問題，需進一步優化感應熱處理工藝。