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轴承套圈感应淬火

轴承套圈是轴承的重要部件,在工作时承受拉伸、压缩、剪切、弯曲、交变等复杂应力,而且应力值较大。这就要求套圈具有高硬度、高耐磨性及一定的冲击韧性和断裂韧度磨床导轨淬火生产线,而且要有良好的尺寸稳定性淬火生产线。采用合适的热处理工艺能够提高轴承套圈的综合力学性能。轴承滚道硬度为58~62HRC,淬硬层深度2.5mm以上。轴承原采用的热处理工艺是盐浴整体加热淬火,但热处理后畸变较大,导致后续加工困难,零件合格率低。根据零件的设计要求和工作状况,采用中频感应加热淬火工艺替代原整体加热淬火工艺。

中频淬火后的硬度比普通加热淬火后的硬度要高,在9~12s的加热时间范围内牙条淬火调质生产线,淬火硬度无明显变化。经回火处理后,轴承套圈的硬度为60~62HRC,均能达到设计要求。感应加热淬火时,在电参数不变的条件下,较长的加热时间可获得较深的淬硬层深度。其原因是,感应加热时,随着加热时间的延长丝杆淬火生产线,零件表层热量向内部传导,使内部温度升高,奥氏体化更加均匀,硬化层深度加深。可以根据要求的淬硬层深度选用相应的加热时间。

牙条丝杆淬火调质生产线

热处理技术简介：

高强度杆状长工件热处理时的质量控制与变形控制是热处理界的一大研究课题。传统工艺中，淬火品质难以控制，淬火变形无法避免，淬火油槽存在很大安全隐患。加工工艺烦琐复杂，成本难以控制，效率难以提高，丢失竞争优势！实践证明， 现推行的超音频在线连续式热处理即可保证品质又可有效防止形变的问题。还可以使品质的均匀性，稳定性提升到新的高度。此种热处理方式中，加热电源与传动系统的有效分工，有机整合是解决目标要求目前办法。

技术难点：既要求满足各强度等级所要求的综合机械性能，又必须保证均匀性，直线度，防止变形弯曲。

解决方法：

1.由超音频电源设备解决加热一块，满足淬火加热要求调质件透热要求，满足回火加热要求；

2.由淬火系统解决连续淬火，防止形变，冷却介质调整等；  

3.由传动系统解决产品直线度，品质均匀性，合格品质保障等；

4.凡相关联的辅助配套设施。

半轴淬火机床表面淬火存在问题及今后改进设想

半轴淬火机床淬火经过多次摸索试验及小批,证明采用变参数的连续淬火法能够得到符合设计要求的均匀淬火层, 但是, 在具体中也暴露了一些问题,影响淬火质量的稳定。

起始部位端面间隙的调整困难, 调大了,端面到温滞后太多, 侧面出现过热现象, 调小了, 又会接触端面引起打火, 零件。 靠操作者肉眼观察, 手工控制常出问题。加限位器控制则由于半轴长度方面精度不严, 而间隙影响又敏感, 难见收效。

改进设想: 感应器本身涂 0.2 mm 左右厚绝缘层( 搪瓷等无机涂料) , 或上下与机床绝缘, 使半轴处于电悬浮状态。这样一来, 即使感应器接触上工件也不会引起打火, 操作安全、方便。其次, 操作程序较复杂, 每次淬火都需专人调整电参数, 若调整不及时还将有可能产生温度过高过低现象, 影响淬火质量。改进设想: 调整旋钮和仪表移至操纵盘附近, 方便调节, 或机床加装拨动开关, 到位即自动调节。另一种设想是设计一种装配式 可 调 间 隙 感 应器, 在淬火操作过程中自动调整好间隙至Z佳状态,如能大批量, 能研究出此种全新感应器是比较理想合算的。笔者认为, 作出一些改进之后, 半轴中频感应加热淬火将可达到半机械化的水平, 满足大批量的要求。

试验得出的淬火质量的几个关键原因

采用同一中频感应淬火参数,对于热处理项目进行检测,我们发现:

(1)正火工件的感应淬火组织,马氏体较粗大。

(2)正火处理的工件感应淬火后硬化层相对于调质硬化层要浅一些。

(3)表面硬度也比调质的低1~3HRC(但是一旦增加感应淬火时间,正火工件和调质工件的表面硬度和硬化层没有太大的区别,但是组织相比较更粗)。

(4)正火工件的变形规律性不强。调质工件变形很小,甚至没有变化(因此对于以后大批量采用正火作为预备热处理的工件,需要热后加工(主要是长度尺寸),保证尺寸合格,并且不同钢材炉号的材料也要做变形试验,保证加工余量。调质工件的加工成本比正火工件的冷加工成本高很多。因为调质工件首先要正火,就是说多了一道淬火+高温回火工艺;调质工件粘度高,刀具消耗多,冷加工成本也高(正火增加热后尺寸修正的成本相对于调质还是低很多)。

(5)调质状态的工件硬化层分布较正火状态的明显,正火状态的过渡区较大。用酒精腐蚀观察正火状态的模糊。仔细观察正火和调质工件的过渡区,在调质工件的过渡区,可以发现马氏体组织,而在正火工件的过渡区没有发现,间接地证明了对于感应加热,由于加热时间短,基体组织越均匀,产生完全奥氏体的可能性越大,冷却时产生完全马氏体的几率也大。

感应加热是一种快速加热方式,奥氏体化程度和均匀化程度不仅与原始组织有关,而且与加热速度有关。原始组织越均匀,加热速度缓慢,完成奥氏体化并均匀化所需的时间就短,反之则相反。

感应淬火前的预备热处理有三种

感应淬火前的预备热处理一般有三种,退火处理(球化退火)、正火、调质处理。

对于退火工艺主要应用于高碳钢如弹簧钢材料和轴承材料。感应淬火前的预备热处理具体采取什么形式,主要是根据图样要求,也有部分客户提出要求,我们根据使用要求制定相关的感应淬火技术要求。

对于感应加热,由于加热时间短,基体组织越均匀,产生完全奥氏体的可能性越大,冷却时产生完全马氏体的几率也大,直接影响表面硬度和感应淬火深度。调质后的碳化物更均匀,在较短的时间内由于碳化物易溶解于奥氏体内,速度快,均匀充分,得到的硬度高、均匀。调质硬度越高,其碳化物颗粒越细越均匀,则溶解效果越好。因而调质(球化退火)材料感应淬火效果好,可以得到良好的表面硬度、淬硬层深度和金相组织。

正火材料次之,正火材料感应加热时间相对调质产品要长,也可以得到良好表面硬度和金相组织。由于正火(退火)的原始组织为片状珠光体和铁素体,正火易出现大块状或网状铁素体,组织不均匀性增大;短时间的快速加热而导致碳化物来不及充分溶解,即使溶解了也不能充分扩散,合金元素也不能扩散均匀,奥氏体短期内无法达到均匀化,原珠光体区域富碳,原铁素体区域贫碳,淬火组织中存在低碳马氏体,影响感应淬火硬度和硬化层深度。

高频淬火和中频淬火的区别

高频淬火和中频淬火都属于表面热处理技术的一种，都是利用高频率(或中频率、工频)的感应电流，使钢件表面迅速加热，随后立即冷却的一种方法。

高频淬火和中频淬火的工作原理一样，都是感应加热原理：即工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小

不过加热过程中，感应电流在工件中的分布是不均匀的，不同的电流频率产生的加热效果也是不同的：

1、高频淬火

电流频率在100～500 kHz

淬硬层浅(1.5~2mm)

硬度高

工件不易氧化

变形小

淬火质量好

适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类(所用材料为45号钢、40Cr)

2、中频淬火

电流频率在500～10000 Hz

淬硬层较深(3~5mm)

适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等(所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨

简而言之，高频淬火和中频淬火的区别就是加热厚度的不同，高频淬火可以短时间的表层淬硬，晶体组织很细，结构变形小，而中频表面应力比高频的要小。 感应加热设备广泛用于金刚石圆盘锯，硬质合金刀具，刀具的钎焊，小型工件的热处理淬火，退火，调质，热变形，小量有色金属的热处理淬火，退火，热变形，熔炼。