45鋼采用高頻淬火工藝的性能特點(diǎn)
45鋼是一種比較碳素結(jié)構(gòu)鋼，以車(chē)軸為例，車(chē)軸是其中的一個(gè)應(yīng)用方向，采用高頻加熱設(shè)備對(duì)45鋼進(jìn)行合理的熱處理可以有效提高車(chē)軸的使用壽命。
車(chē)軸是種變徑的圓柱體 ,要實(shí)現(xiàn)整體表面高頻淬火，淬火均勻，淬火效果達(dá)標(biāo)，在很大程度上取決于感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
加熱使用感應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)用主要考慮一下內(nèi)容：
1.使被加熱零件的表面溫度均勻;
2.感應(yīng)器損耗小 ,電;
3.感應(yīng)器通水冷卻良好;
4.制造簡(jiǎn)單 ,有足夠的機(jī)械強(qiáng)度 ，操作使用方便。
車(chē)軸高頻淬火感應(yīng)器用矩形紫銅管制造成圓形感應(yīng)器 ,并通水冷卻 ,零件瞬間加熱后由附帶噴水圈進(jìn)行噴水冷卻。為了保證在感應(yīng)加熱中減少熱損耗 提高加熱效率 ,感應(yīng)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(yīng)器能與車(chē)軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)順利進(jìn)行。
加熱溫度和加熱時(shí)間的關(guān)系當(dāng)材料和原始組織一定時(shí),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(yīng)的淬火溫度也隨之提高。分析認(rèn)為，機(jī)用鋸條產(chǎn)生脆斷破壞的根本原因是工件中錫元素嚴(yán)重偏析超標(biāo)造成的。車(chē)軸感應(yīng)加熱升溫速度一般在 30～100 ℃/ s ,45鋼車(chē)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(zhǎng)的加熱時(shí)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(shè)備使用領(lǐng)域：
1.各種齒輪、鏈輪、軸類(lèi)的淬火。
2.各種半軸、板簧、撥叉、氣門(mén)、搖臂、球頭銷(xiāo)等汽車(chē)配件的淬火。
3.各種內(nèi)燃機(jī)配件、減速機(jī)配件的淬火。
4.機(jī)床行業(yè)的機(jī)床導(dǎo)軌的淬火處理（車(chē)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(nèi)壁淬火、混凝土輸送泵淬火、羊角錘在線(xiàn)淬火設(shè)備。
感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的質(zhì)量檢測(cè)
1.外觀(guān)檢測(cè)
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(cè)檢驗(yàn)，重要件應(yīng)無(wú)損探傷檢驗(yàn)。成批生產(chǎn)時(shí)，按規(guī)定要求進(jìn)行檢驗(yàn)。
2.表面硬度檢驗(yàn)
1）一般用落實(shí)硬度計(jì)進(jìn)行抽檢，近年來(lái)筆試硬度計(jì)和內(nèi)孔硬度計(jì)均由許多新產(chǎn)品，使用形狀不規(guī)則或一些大工件均能方便的進(jìn)行檢測(cè)。工件批量生產(chǎn)時(shí)，按照50%-10%抽檢硬度：?jiǎn)渭?，小批量生產(chǎn)時(shí)按檢驗(yàn)硬度。
2）淬火硬度區(qū)域的范圍根據(jù)硬度確定，也可對(duì)工件用強(qiáng)酸浸蝕淬火表面來(lái)使硬化區(qū)顯示白色，再用卡尺或鋼板尺測(cè)量。
3）形狀復(fù)雜或者無(wú)法使用硬度計(jì)檢測(cè)的工件，可用硬度筆進(jìn)行檢驗(yàn)。
3.硬度層深度檢測(cè)
感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的硬化層深度，目前絕大多數(shù)是通過(guò)切割樣件規(guī)定的檢驗(yàn)部位來(lái)測(cè)量。使用砂輪切割機(jī)或線(xiàn)割機(jī)切割樣件。
1）硬化區(qū)尺寸的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)
a.金相法 對(duì)于中碳鋼，從工件表面馬氏體測(cè)至50%＋50%托氏體為止。
b.硬度法 根據(jù)GB5617-1985《鋼的感應(yīng)淬火或火焰淬火后有效硬化層深度的測(cè)定》，以極限硬度為基準(zhǔn)的硬化層深度的測(cè)量方法，簡(jiǎn)稱(chēng)硬度法。
2）齒輪硬化區(qū)及局部硬化層深度與零件形狀的關(guān)系
a.模數(shù)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(shí)加熱一次淬火時(shí)，在齒根部分允許時(shí)有1/3的齒高不硬化，在此單齒連續(xù)淬火時(shí)，齒根部分允許有≤1/4齒高不硬化。
b.模數(shù)m=4.5-6mm的齒輪采用同事加熱一次淬火時(shí)，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(jìn)使用高頻淬火機(jī)熱處理
目前45鋼螺釘旋具頭的淬火大多采用鹽浴爐來(lái)加熱，其缺點(diǎn)式加熱效率低，僅預(yù)熱就達(dá)2小時(shí)之久，勞動(dòng)強(qiáng)度大，有的單位用高頻感應(yīng)淬火，但由于工件需采用逐個(gè)手動(dòng)加熱，生產(chǎn)效率也不高，通過(guò)對(duì)高頻設(shè)備的改裝和調(diào)試，感應(yīng)加熱在螺釘旋具自動(dòng)淬火線(xiàn)上成功應(yīng)用。淬火加熱和冷卻，尤其是冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都會(huì)使淬火工件的形狀和尺寸發(fā)生變化，形成畸變。
某廠(chǎng)對(duì)60KW高頻淬火機(jī)感應(yīng)器進(jìn)行了改造，由原來(lái)圓形改成了扁形，這樣螺釘旋具依靠傳送帶一排排的通過(guò)感應(yīng)器進(jìn)行加熱門(mén)大道預(yù)定溫度后再經(jīng)感應(yīng)器尾部的噴水裝置來(lái)完成螺釘旋具頭的淬火。
感應(yīng)器由圓形改成扁形，減少了感應(yīng)器內(nèi)磁力線(xiàn)密度。螺釘旋具要順利通過(guò)感應(yīng)器，間隙不能太小。若為'一“字頭，則間隙更應(yīng)該大寫(xiě)，所以高頻加熱設(shè)備的負(fù)載很小，在調(diào)試過(guò)程中遇到很大的麻煩。淬火設(shè)備工作基本正常，但功率輸出還不大，加熱速度很慢，針對(duì)這些問(wèn)題，在感應(yīng)器加上了導(dǎo)磁體。(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。利用導(dǎo)磁體的磁異特性和驅(qū)流作用，改變了高頻電流環(huán)狀效應(yīng)的影響，是高頻磁場(chǎng)集中在導(dǎo)磁體開(kāi)口處，縮小了感應(yīng)器與工件加熱表面的有效間隙，集中了磁力線(xiàn)，加熱條件得到改善，提高了加熱效率。
通過(guò)上述對(duì)螺釘旋具淬火工藝的改造，提高了生產(chǎn)效率，改善了勞動(dòng)條件，減低了勞動(dòng)強(qiáng)度，與原鹽浴爐相比有一下幾個(gè)特點(diǎn)：
1.鹽浴爐功率為45KW，高頻加熱設(shè)備的功率為60KW（實(shí)際使用40KW）。
2.高頻加熱設(shè)備不需要預(yù)熱，每小時(shí)4000件。
3.操作工人數(shù)量減少三個(gè)人。