45鋼采用高頻淬火工藝的性能特點
45鋼是一種比較碳素結構鋼,以車軸為例,車軸是其中的一個應用方向,采用高頻加熱設備對45鋼進行合理的熱處理可以有效提高車軸的使用壽命。
車軸是種變徑的圓柱體 ,要實現整體表面高頻淬火,淬火均勻,淬火效果達標,在很大程度上取決于感應器的結構設計。
加熱使用感應器的設計應用主要考慮一下內容:
1.使被加熱零件的表面溫度均勻;
2.感應器損耗小 ,電;
3.感應器通水冷卻良好;
4.制造簡單 ,有足夠的機械強度 ,操作使用方便。
車軸高頻淬火感應器用矩形紫銅管制造成圓形感應器 ,并通水冷卻 ,零件瞬間加熱后由附帶噴水圈進行噴水冷卻。為了保證在感應加熱中減少熱損耗 提高加熱效率 ,感應器與零件之間的間距盡可能小 ,但要有足夠的間隙 ,保證使感應器能與車軸的相對運動順利進行。
加熱溫度和加熱時間的關系當材料和原始組織一定時,相變溫度隨著加熱速度增大而提高,為得到合格的淬火組織,相應的淬火溫度也隨之提高。分析認為,機用鋸條產生脆斷破壞的根本原因是工件中錫元素嚴重偏析超標造成的。車軸感應加熱升溫速度一般在 30~100 ℃/ s ,45鋼車軸的表面淬火加熱溫度選擇 890~960 ℃為佳 ,為了獲得較深的淬硬層深度 ,選擇上限加熱溫度。較長的加熱時間和較高的加熱溫度 ,可獲得較深的加熱深度 ,反之 ,加熱深度較淺。
齒輪超音頻淬火設備使用領域:
1.各種齒輪、鏈輪、軸類的淬火。
2.各種半軸、板簧、撥叉、氣門、搖臂、球頭銷等汽車配件的淬火。
3.各種內燃機配件、減速機配件的淬火。
4.機床行業的機床導軌的淬火處理(車床、銑床、刨床、沖床等)。
5.各種鉗子、刀剪、斧頭、錘子等手工工具的淬火。
6.砼泵管內壁淬火、混凝土輸送泵淬火、羊角錘在線淬火設備。
感應加熱表面淬火齒輪的質量檢測
1.外觀檢測
工件表面不的有淬火裂紋,崩角,銹蝕,燒熔,為加熱表面影響使用性能的缺陷。一般件目測檢驗,重要件應無損探傷檢驗。成批生產時,按規定要求進行檢驗。
2.表面硬度檢驗
1)一般用落實硬度計進行抽檢,近年來筆試硬度計和內孔硬度計均由許多新產品,使用形狀不規則或一些大工件均能方便的進行檢測。工件批量生產時,按照50%-10%抽檢硬度:單件,小批量生產時按檢驗硬度。
2)淬火硬度區域的范圍根據硬度確定,也可對工件用強酸浸蝕淬火表面來使硬化區顯示白色,再用卡尺或鋼板尺測量。
3)形狀復雜或者無法使用硬度計檢測的工件,可用硬度筆進行檢驗。
3.硬度層深度檢測
感應加熱表面淬火齒輪的硬化層深度,目前絕大多數是通過切割樣件規定的檢驗部位來測量。使用砂輪切割機或線割機切割樣件。
1)硬化區尺寸的測量標準
a.金相法 對于中碳鋼,從工件表面馬氏體測至50%+50%托氏體為止。
b.硬度法 根據GB5617-1985《鋼的感應淬火或火焰淬火后有效硬化層深度的測定》,以極限硬度為基準的硬化層深度的測量方法,簡稱硬度法。
2)齒輪硬化區及局部硬化層深度與零件形狀的關系
a.模數m≤4mm的非滲碳齒輪,允許全齒硬化,齒底要求有≥0.5mm的齒輪采用同時加熱一次淬火時,在齒根部分允許時有1/3的齒高不硬化,在此單齒連續淬火時,齒根部分允許有≤1/4齒高不硬化。
b.模數m=4.5-6mm的齒輪采用同事加熱一次淬火時,其齒縱剖面的中心硬化層深度允許為端面硬化層深度的2/3以上。
螺釘旋具頭改進使用高頻淬火機熱處理
目前45鋼螺釘旋具頭的淬火大多采用鹽浴爐來加熱,其缺點式加熱效率低,僅預熱就達2小時之久,勞動強度大,有的單位用高頻感應淬火,但由于工件需采用逐個手動加熱,生產效率也不高,通過對高頻設備的改裝和調試,感應加熱在螺釘旋具自動淬火線上成功應用。淬火加熱和冷卻,尤其是冷卻過程中產生的熱應力和組織應力都會使淬火工件的形狀和尺寸發生變化,形成畸變。
某廠對60KW高頻淬火機感應器進行了改造,由原來圓形改成了扁形,這樣螺釘旋具依靠傳送帶一排排的通過感應器進行加熱門大道預定溫度后再經感應器尾部的噴水裝置來完成螺釘旋具頭的淬火。
感應器由圓形改成扁形,減少了感應器內磁力線密度。螺釘旋具要順利通過感應器,間隙不能太小。若為'一“字頭,則間隙更應該大寫,所以高頻加熱設備的負載很小,在調試過程中遇到很大的麻煩。淬火設備工作基本正常,但功率輸出還不大,加熱速度很慢,針對這些問題,在感應器加上了導磁體。(2)調質處理為了提高齒輪心部的綜合力學性能,以承受交變彎曲應力和沖擊載荷,還可減小工件表面淬火變形。利用導磁體的磁異特性和驅流作用,改變了高頻電流環狀效應的影響,是高頻磁場集中在導磁體開口處,縮小了感應器與工件加熱表面的有效間隙,集中了磁力線,加熱條件得到改善,提高了加熱效率。
通過上述對螺釘旋具淬火工藝的改造,提高了生產效率,改善了勞動條件,減低了勞動強度,與原鹽浴爐相比有一下幾個特點:
1.鹽浴爐功率為45KW,高頻加熱設備的功率為60KW(實際使用40KW)。
2.高頻加熱設備不需要預熱,每小時4000件。
3.操作工人數量減少三個人。