調(diào)整螺釘感應(yīng)加熱淬火斷裂分析

調(diào)整螺釘是汽車傳動機構(gòu)的緊固調(diào)節(jié)零件，工件材料為M135鋼，調(diào)整螺釘工作時，頂部球面和臺肩柱面承受摩擦力，要求工件球面及柱面均勻淬火硬化。技術(shù)要求調(diào)質(zhì)后硬度為229-269HBW，淬火后硬化層厚度為1.0-2.5mm，表面硬度為45-55HRC，形成碗形表面硬化層分布。傳統(tǒng)感應(yīng)加熱淬火處理后，為使工件球面和柱面同時淬火硬化，旺旺使螺釘頭部淬火過深幾乎淬透，致使在工件圓柱體與螺桿過度部位形成很高淬火應(yīng)力，常造成調(diào)整螺釘出現(xiàn)斷裂失效破壞。針對上述問題，試驗改進工件感應(yīng)加熱淬火裝置和感應(yīng)器。采用矩形感應(yīng)器和旋轉(zhuǎn)淬火工藝，取得了良好的效果。調(diào)整螺釘改進后感應(yīng)絕愛熱淬火裝置，淬火前，工件插入定位套中，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶動工件旋轉(zhuǎn)。感應(yīng)器用異形純銅管制作，并安裝導(dǎo)磁體。工件感應(yīng)加熱淬火后，球面和柱面獲得一定深度的碗形淬火硬化層，心部原始組織良好。(2)調(diào)質(zhì)處理為了提高齒輪心部的綜合力學(xué)性能，以承受交變彎曲應(yīng)力和沖擊載荷，還可減小工件表面淬火變形。檢驗表明，采用改進感應(yīng)加熱淬火裝置及方法處理后，調(diào)整螺釘性能優(yōu)良，同時避免了在頭部圓柱體與螺桿過渡區(qū)域產(chǎn)生淬火應(yīng)力。

由于球面上各點與感應(yīng)器底面距離不同，加熱時得到的能量不同。淬火加熱是，調(diào)整兩種電流的相對大小，可在工件端部獲得均勻的硬化層。影響兩種電流大小的因素有二，一是感應(yīng)器的寬度，二是試件的旋轉(zhuǎn)速度。感應(yīng)器寬度實際是對螺釘端部加熱的覆蓋程度，對端部球面覆蓋面越大，接受由導(dǎo)磁體傳出的磁力線越少；它的加工工藝流程為：鍛造-正火-機加工-感應(yīng)淬火-回火-機加工。工件旋轉(zhuǎn)速度越快，圓柱面電動勢越大，淬火硬化層越深。

在高頻淬火的性能及特點上：

1、加熱快：快加熱速度不到1秒，(速度快慢可調(diào)節(jié)控制)

2、加熱廣：可加熱各式各樣的金屬工件(根據(jù)工件形狀不同更換可拆卸式感應(yīng)圈)

3、安裝方便：連接電源，感應(yīng)圈和進出水管即可使用；體積小、重量輕、使用非常方便

4、操作簡便：幾分鐘即可學(xué)會

5、啟動快：通水通電后即可啟動加熱

6、耗電少：比老式電子管高中頻設(shè)備節(jié)電70％左右，工件越小耗電量越小

7、效果好：加熱非常均勻(也可通過調(diào)節(jié)感應(yīng)圈的疏密，使工件各部位獲得各自需要的溫度)，升溫快，氧化層少，退火后無廢品

8、功率可調(diào)：無極調(diào)節(jié)輸出功率

9、保護全：設(shè)有過壓、過流、過熱、缺水等報警指示，并自動控制和保護

10、溫度可控：通過設(shè)定加熱時間及紅外線測溫儀，來控制工件加熱的溫度，這樣可把加熱溫度控制到一個技術(shù)點上，也可根據(jù)需要增加保溫功能。

11、安全性高：免除了產(chǎn)生近萬伏高壓的升壓變壓器

雜談高頻淬火機在幾個重要領(lǐng)域的應(yīng)用

在了解高頻淬火機后都會知道高頻回火也可以稱作高頻加熱設(shè)備，高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等等，高頻淬火機的被命名的原因是在淬火方面的應(yīng)用，舉例說明，軸類工件使用高頻淬火機淬火，方便快捷，配套數(shù)控淬火機床軸類淬火自動化提高。高頻淬火機的常淬火工件齒輪，鏈輪，甭管內(nèi)壁，無盡工具，汽配件的淬火，這些領(lǐng)域淬火的應(yīng)用，改變了局部整體淬火均勻度和效率。對調(diào)質(zhì)鋼而言，表面淬火十低溫回火后的組織由淬硬層、過渡層和原始組織三部分組成。

高頻淬火機的另一個應(yīng)用就是透熱鍛造，螺栓螺母的標準件的應(yīng)用使標準件的生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量也大大提高了，浙江，河北兩大生產(chǎn)標準件的地方都以全部使用高頻加熱爐。高頻加熱爐替代了舊時的加熱方式，這是一件革命性的改變。在透熱方面的應(yīng)用，方鋼折彎,u型螺栓的折彎，汽車穩(wěn)定桿的鍛造，各種金屬件的加熱鍛造，在規(guī)格使用范圍內(nèi)都可以使用。硬度檢測，采用洛氏硬度計檢測，要求四個工作面硬度為58-63HRC。

高頻淬火機還可以作為線材的退火，車刀硬質(zhì)刀具的焊接，小型的融化都可以。

60鋼板狀零件感應(yīng)淬火設(shè)備淬火變形分析和工藝改進

鋼板零件是PFSU型齒輪測量儀上的重要零件，工件材料圍60鋼，板材厚度為≤25mm，工件經(jīng)調(diào)質(zhì)，機加工后進行平面感應(yīng)加熱淬火處理，要求工件表面有2-3條寬16-18mm的淬硬帶區(qū)。技術(shù)要求為：淬火硬化區(qū)硬度≥60HRC，淬火硬化層深度≥1mm，板件平面彎曲度誤差≤0.3mm。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)平面感應(yīng)加熱淬火后，板狀零件彎曲度誤差達0.5-0.80mm，工件變形嚴重超標，而變形過大板件矯正時易發(fā)生斷裂失效。為此，對板狀零件平面感應(yīng)加熱淬火變形缺陷及工藝進行了檢驗分析，并進行多項減少板型零件感應(yīng)加熱淬火變形工藝改進試驗，其中4項試驗效果良好，達到了技術(shù)要求變形指標，并應(yīng)用于生產(chǎn)中。可以認為，它是一個由電感和電容組成的振蕩電路，加熱鋼材所消耗的能量由交流電源進行補償。

板狀零件感應(yīng)加熱淬火設(shè)計了感應(yīng)器，感應(yīng)淬火與高溫正火加熱時，板型零件移動速度為（3-5）mm/s，低溫淬火時為10-12mm/S，感應(yīng)器與工件表面間隙取2-3mm。

（1）相反平面不對稱低溫預(yù)淬火試驗，頂板預(yù)先在非淬火平面中部低溫預(yù)淬火熱處理，然后進行兩條淬火硬化帶淬火處理，板平面彎曲度誤差為0.2-0.3mm，符合技術(shù)要求，變形凹向淬火平面。

（2）局部雙平面同事感應(yīng)加熱表面淬火試驗，前板經(jīng)反復(fù)試驗，采用長縫隙感應(yīng)器雙面同時加熱一次淬火，處理后前板平面彎曲度誤差≤0.1mm，質(zhì)量優(yōu)良。

（3）正反兩平面輪換表面淬火試驗，主滑板處理后，工件平面彎曲度誤差≤0.2mm變形稱凹向3條淬火帶平面狀態(tài)。

綜合上述，上述三種工藝改進感應(yīng)加熱淬火試驗均達到板狀零件淬火后變形彎曲度誤差≤0.3mm的技術(shù)要求，工件表面硬度＞60HRC，硬化層深度≥2.1mm，滿足了板件感應(yīng)淬火要求的各項技術(shù)指標。上述工藝改進方法已應(yīng)用于生產(chǎn)中，技術(shù)經(jīng)濟效益明顯，生產(chǎn)運行良好。1、40Cr、45鋼連桿鍛造時，應(yīng)確保加熱溫度控制在1100~1200℃范圍內(nèi)，終鍛溫度在900~1000℃之間，鍛造后油冷，以防止鐵素體的析出。