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中高頻感應(yīng)加熱設(shè)備生產(chǎn)廠家
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某型機(jī)車曲軸中頻感應(yīng)淬火工藝設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2020-08-18 已經(jīng)有1人查過此文章 返回感應(yīng)淬火列表

1.感應(yīng)器設(shè)計(jì)  

根據(jù)技術(shù)要求及軸頸相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)淬火感應(yīng)器5個(gè),即第1軸頸感應(yīng)器、第5和第6主軸頸感應(yīng)器、第10主軸頸感應(yīng)器、連桿頸感應(yīng)器、其他主軸頸感應(yīng)器。

鑒于曲軸感應(yīng)淬火時(shí)加熱時(shí)間較長,有效圈寬度按技術(shù)要求取中下限;有效圈包角β不宜過大,控制在40°~55°,根據(jù)具體的空間布局來設(shè)計(jì),允許偏差±2°;有效圈與軸頸表面的間隙控制在1.5mm。

2. 工藝參數(shù)的選擇  

對于感應(yīng)淬火而言,主要工藝參數(shù)包含功率、電壓、電容、變壓比、加熱時(shí)間、冷卻時(shí)間及回火溫度等。各工藝參數(shù)選擇情況如下:

 

(1)功率  P =P0S,一般來說,比功率P0=0.5~2.0kW/cm2。但在實(shí)際工藝制定中,考慮到設(shè)備狀況老化、零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加熱時(shí)間長、硬化層深度要求深等,結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),曲軸中頻感應(yīng)淬火的P0選擇要偏小,介于0.35~0.45kW/cm2之間;S為每個(gè)軸頸淬火加熱的總面積,以技術(shù)要求的硬化層中間值L作為計(jì)算基礎(chǔ)。

 

(2)電壓  根據(jù)計(jì)算出的功率設(shè)定電壓值調(diào)試范圍,以通過調(diào)試達(dá)到擬定的功率P為準(zhǔn)。

 

(3)頻率  根據(jù)分析,采用最低頻率6kHz,此刻機(jī)床電容匹配最大值1380kVAR,變壓比選擇4:1。

 

(4)加熱時(shí)間  保證一定的加熱時(shí)間,使淬火溫度大致介于880~930℃,且組織充分轉(zhuǎn)變。加熱層質(zhì)量:m=πL(R2-r2)/1000×7.85,加熱層所需能量:Q=CmΔt,匹配變壓器及感應(yīng)器的總效率根據(jù)傳導(dǎo)加熱理論及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)取η=10%~15%,則加熱時(shí)間:t=Q/Pη(其中,R為軸徑圓半徑,r為加熱層極限處的圓半徑,C為比熱,Δt為從室溫加熱到淬火溫度之間的溫差。)

由于該曲軸要求硬化層深度深,感應(yīng)加熱采用較低頻率及一定的傳熱,所以需要較長的加熱時(shí)間達(dá)到理想的淬火溫度及合適的加熱層,具體試驗(yàn)加熱時(shí)間,按上述公式計(jì)算并結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行微調(diào)。

 

(5)冷卻時(shí)間  以控制最終淬火余溫,既要保證組織轉(zhuǎn)變,又要防止油孔等危險(xiǎn)部位開裂,對于曲軸而言,一般將淬火余溫控制在180~240℃。

根據(jù)設(shè)備狀態(tài)及上述分析,確定的國外某型曲軸的中頻感應(yīng)淬火工藝參數(shù)。

(6)回火溫度  依據(jù)其表面硬度要求,確定回火溫度在360~390℃。
淬火

3. 淬火冷卻介質(zhì)的選擇

我公司曲軸中頻感應(yīng)淬火常用的冷卻介質(zhì)為清水(適用于碳鋼曲軸)和AQ251水溶液(適用于合金鋼曲軸)。此前,我公司曾采用清水來進(jìn)行另一型號SAE5046鋼曲軸的中頻感應(yīng)淬火,軸頸過渡圓角處出現(xiàn)了淬火裂紋。對國外某型曲軸,為確保中頻感應(yīng)淬火的冷卻效果,同時(shí)降低油孔部位的淬裂風(fēng)險(xiǎn),確定采用使用V300冷卻速度在70~80℃/S(30℃,靜止)的低濃度AQ251淬火冷卻介質(zhì),這樣既能保證淬火冷卻介質(zhì)在高溫段具有較強(qiáng)烈的冷卻能力,又適度降低了低溫段的冷卻速度,可避免產(chǎn)生淬火開裂。采用KHR淬火冷卻介質(zhì)檢測儀測定的三者冷卻特性曲線如

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