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2024-11-08 08:11:51
解决花键轴同一键槽各部位淬火加热温度不均匀性问题:
(1)减少感应器高度中频大轴淬火设备在保证感应器本身强度及内部冷却系统冷却能力的前提下,减少感应器高度中频大轴淬火设备,使感应器可以进入花键三分之一后就开始加热齿轮淬火设备,使感应器预热部位的作用得以充分发挥。
(2)增加预热工艺增加预热工艺,感应器在花键轴键槽下部起始位置加热一、二秒后开始运动,增加花键轴键槽下部加热效果。这样达到花键轴同一键槽各部位淬火加热温度的均匀。
感应在中国是感应热处理,致力于感应淬火技术的研发已有十多年的历程,目前拥有多项核心,其淬火机床已应用于众多工业领域传动部件及动力输出部件的感应淬火。
边轮支承轴的中频感应淬火
轮边支承轴是一种大型重载外圆变截面感应淬火零件,其材料从欧洲进口 (零件材料按欧洲标准 ) 轴淬火设备,成分接近于国内的 35G钢 ,热处理要求十分严格。硬化层深度要求较深 ,且在不同截面处的硬化层深度要求不一 ,台阶处要求连续过渡。淬火加热及冷却系统在完成一个工作程序后 ,回到起始工作位置时 ,其重复定位精度误差不能超过 0.05mm ,系统的移动速度应均匀平稳 ,能在规定的不同位置停留 花键轴淬火设备,在不同区域以不同的规定速度工作 ,这样才能保证工件不同截面及尺寸过渡区的硬化层深度达到工艺要求 ,产品质量连续、稳定、可靠。
感应淬火设备是保证质量的前提 ,在正常生产过程中应尽可能减少人为因素对产品质量造成的影响 ,即自动化程度要高 ,不同工件的成熟工艺及参数等都应能存储 ,随时调用。感应器截面是斜面状 ,使用安装时感应器底部尽可能贴近工件的环形面 ,感应器内径也比常规尺寸偏大 ,使其稍离圆柱区。适当停留感应器 ,由于热传导和微弱感应双重影响 ,使环形区与圆柱区之间的过渡区 得以加热 ;之后 ,感应器沿圆柱区向花键区方向移动 ,并根据硬化层深度要求不同 ,设定不同的移动速度和加热功率 ,并冷却 ,可以获得预期的硬化层。
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。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。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。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。
大模数齿轮淬火用感应加热电源控制系统
与感应加热表面淬火相比,渗碳淬火虽可以使齿面达到很高的接触疲劳强度、高的抗弯曲强度及良好的耐磨性,但热处理周期长,淬火变形大,因此世界上工业化国家在生产大模数重载齿轮轴逐渐开始采用感应加热电源淬火,其特点是加热速度快、几乎没有保温时间 (加热到温后立即淬火)。目前以数字信号处理器(DSP) 和复杂可编程逻辑器件 (CPLD) 为核心的感应加热电源,已经科技取代进口设备。
基于 DSP 的感应加热电源主要包括主电路与控制电路两部分,主电路包括整流和逆变两部分。主电路整流部分输入为380V/50 Hz 工频交流电压,经三相不控桥式整流后,转变为直流电压,轮流导通和关断逆变桥器件,在逆变器的输出端获得交变的方波电压,经高频逆变变压器耦合输出到谐振电容和感应线圈,通过串联谐振产生电流,在线圈中形成交变磁场,对工件进行感应加热。
由于感应加热用IGBT器件工作频率在20至100kHz,可以满足大多数感应加热的工作需求。由DSP产生PWM脉冲信号。控制过程中融入恒流PID和数字锁相环运算、PWM 波形输出频率实时性和高分辨率移相 PWM 及死区时间控制,计算时间短,计算量大,要求系统有较高的运算速度和精度;需要同时对多个电流、电压值进行采样分析,要求系统有较强的并行处理能力,能完成系统要求的数据存储、传输、显示等功能。
双频法齿轮感应淬火的历史发展
在常规齿轮生产中,齿轮机加工后进行热处理硬化的工艺有许多种,但都为达到相同的目的, 即形成一定的显微组织从而获得适宜的性能。
但是,淬火处理常常使齿轮变形,导致齿轮质量下降。双频感应淬火处理为解决此问题应运而生。与两种局部淬火工艺齿轮单齿感应淬火和局部渗碳工艺相比,双频感应淬火费用降低,精度提高(使变形降至)。
局部渗碳在齿轮硬化方法中应用得为广泛。这一工艺包括在不需渗碳的表面镀上某种材料, 防止在渗碳过程中活性碳原子渗入,的方法是镀铜,除轮齿外,其它表面都镀上铜,然后渗碳,渗碳后把铜镀层去掉,进行机加工,后将所有表面又重新镀上铜,装入淬火炉中加热淬火。
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