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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。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。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。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。

曲軸淬火感應淬火設備的技術

曲軸淬火感應器，特別是半環型感應器造價昂貴，因此如何降低造價，提率及增長使用壽命已成為主要的目標。

已研制出固定式（靜止式）曲軸淬火感應器，其特點是：加熱時工件不轉動，節能、，感應器壽命長。

根據生產率和工件構造，有幾種設備的技術可以適用以下四種主要操作：

1.周圍噴淋 一個的噴淋裝置將保護氣體帶給進行淬火的工件。它可以連接氣體或淬火液回路。在使用的時候，必須增加一個圍堵裝置以縮小需要氣體的區域。

2.手套式操作箱 對低產量和半自動生產方式而言，手套式操作箱方案是經濟、簡單的方案。充氣室的簡化版早就被證明對于保護大、中、小復合的工件的氣體而言都適用。若不對稱，還可能造成間隙小的一側發生感應器與零件短路打弧，使感應器早期損壞。這個箱子的結構可以根據實際需要來訂制，通常在加工過程中是密封的，系統像半開口容器系統一樣簡單，以減少結垢。

3.充氣室 該設備的設計是用于大工件的，并需要有完整的全封閉的工作區域。從外部對工件的上下料操作需要一個自動化方案，并且需要適應大部件。為減少旋轉工作臺轉動以及掃描臺或其他機械裝置產生的氣流的干擾，可以為系統額外添加一個局部噴淋器。

齒輪雙頻淬火

1. 齒輪雙頻淬火機理

齒輪雙頻淬火的機理是先用較低頻率進行齒輪預熱，然后在進行高頻加熱。

2. 雙頻齒輪淬火法

齒輪雙頻淬火可由兩種方法實現，即同時加熱法：一次加熱齒輪全部加熱表面；掃描加熱法：齒輪依次通過中頻預熱及高頻加熱感應器。掃描淬火法所需電源功率比同時加熱法要小。

雙頻齒輪感應淬火工藝適用于大批量齒輪生產，能取代滲碳齒輪方式。

整體感應淬火工藝技術針對現有分段感應淬火工藝技術存在的問題進行研究，開發出整體感應淬火技術，整體感應淬火工藝技術是將原來的兩次感應淬火工藝合二為一，解決了分段感應淬火過程中存在的問題，并使淬火區域連接在一起，實現淬硬層連續，提升產品質量，提高生產率，降低生產成本。整體感應淬火技術的開發主要包括感應淬火技術感應器的設計及試制、輪轂軸管零件的工藝調試及結果分析；通過多輪的試驗及工藝調試試制出感應淬火感應器，開發出感應淬火工藝，并試制出合格的輪轂軸管零件。硬化層深度要求較深,且在不同截面處的硬化層深度要求不一,臺階處要求連續過渡。整體感應淬火技術由于淬火區域大，零件儲熱高，為自回火技術的實施創造了條件，因此在開發整體感應淬火工藝過程中通過嚴格控制噴水壓力、持續時間、淬火液濃度等參數，使零件淬火后余溫達到大約200℃，實現了自回火，節省了回火費用。