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机床弹簧夹头采用超音频淬火设备进行热处理丝杆在线淬火生产线，产生开裂缺陷怎么办？

机床弹簧夹头采用超音频淬火设备进行热处理淬火生产线，受操作工艺、周边环境等因素的影响，极易产生开裂缺陷。此缺陷轻则影响弹簧夹头的使用寿命，重则导致弹簧夹头报废。因此，了解开裂缺陷产生的原因及对策是非常重要的，具有非常重要的现实意义。

机床弹簧夹头开裂缺陷产生的原因及措施如下：

1、整体加热过程中，由于加热温度较高，导致奥氏体晶粒粗大，淬火后得到较粗大的马氏体组织牙条淬火调质生产线，使基体脆性增加，加上颈部厚度薄，故其强度和弹性明显降低，造成该处的断裂。为此，我们应严格执行弹簧夹头的热处理工艺规范，如严格控制加热温度、冷却方式等。颈部薄的截面处用铁皮或石棉绳保护，以防加热或冷却过快，产生较大的热应力，降低畸变与开裂倾向丝杆淬火生产线。

2、60Si2Mn钢制弹簧夹头的颈部经中温或高温快速回火后，由于未快速冷却而导致第二类回火脆性的发生，使颈部的冲击韧性下降，脆性增大。为此，我们提出以下措施：要求头部和颈部应有不同硬度的弹簧夹头，其尾部和颈部可采用超音频淬火设备进行局部回火，加时间不超过3min，然后油冷；头部与颈部截面相差较大件，采用超音频淬火设备进行快速回火时，加热时间不超过1min。

本文简单介绍了弹簧夹头开裂缺陷产生的原因及对策，希望对您的热处理工作有所帮助。如果您想了解其他缺陷的解决措施，您可以看看热处理方面的书籍，相信会有很大的收获。

机床导轨淬火成套设备

本设备是机床导轨淬火的成套设备。本设备的主要特征是：采用IGBT超音频感应加热电源，整体设计的三维运动机构。

目前国内尚无机床导轨淬火成套设备。大型机床厂采用价格昂贵的进口设备，没有进口设备的厂家，配用电子管高频，或可控硅中频。运动机构采用自制，或用刨床工作台代用等方式；制约着机床厂的专业化生产。

若用电子管高频淬火，因频率太高（200KHz），淬硬层太浅，尖角效应强烈，硬度不均，磨削余量不足。若用可控硅中频，因频率太低。淬硬层太深，变形量过大。增大磨削工作量，硬度层不一致。并且噪音大，加热淬火速度慢，耗电量大，成本高等。

本设备采用IGBT为主要特征器件的超音频感应加热电源为加热设备，淬层适中，硬度均匀一致，节能省电。

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。

抽油杆淬火调质线电源的特点

在本套系统中设计使用在国内具有水平的扫频式恒功率耐冲击型抽油杆淬火调质线电源。其主要特点如下：

1）电源外壳采用标准GGD外壳，可以任意拼装组合。两台电源的外形尺寸都为：高2000mm*宽950mm*深900mm。

2）两套设备四台台电源共用一台800Kw低压开关柜。控制系统全数字化，无继电控制控制系统采用大规模可编程逻辑阵列模块集成控制，单块板结构。各种信号的运算处理及其相应动作的执行都按程序自动进行。用数字控制系统代替各种继电控制回路所要完成的功能。

3）扫频式启动方式，具有的启动成功率

4）具有快速响应特性的调节器

根据供方在工件加热的实际使用情况下所获得的经验，设计了的调节器，其响应时间小于100mS，完全适合于抽油杆淬火调质线电源在负载突变的情况下适应快速响应的使用要求。

5）电源恒功率输出，可保证高的功率因数

6）完善可靠的保护功能

本控制线路设有过流、过压进线缺相、电源欠电压、冷却水压过低和冷却水温过高等各项保护措施。保护了各项保护功能的灵敏度及可靠性。本套系统为水冷却设备，为了设备的安全可靠运行，故应对冷却水的水温进行多点实时监控。我公司针对水温监控重要性，设计了一套具有特色的仪表。在每一只可控硅上均装有两个温度检测点，并具在每一台谐振电容器及各感应线圈上也装有相同的温度检测点。并在设备的总进水口加装带保护信号的水流量开关。

高频感应加热表面淬火

用45钢制造的零件，其加工路线如下：备料—锻造—正火—机械粗加工—调质—机械精加工—高频感应加热

正火：

将钢件加热到上临界点(AC3或Acm)以上40~60℃或更高的温度，保温达到完全奥氏体化后，在空气中冷却的简便、经济的热处理工艺。正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火应用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。

高频感应加热表面淬火

调质：

调质通常指淬火＋高温回火，以获得回火索氏体的热处理工艺。 方法也就是先淬火，淬火温度：亚共析钢为Ac3+30~50℃；过共析钢为Ac1+30~50℃；合金钢可比碳钢稍稍提高一点。淬火后在500~650℃进行回火即可。调质的主要目的是得到强度、塑性、韧性都比较好的综合机械性能。

高频感应加热表面淬火：

感应加热表面淬火具有表面质量好，脆性小，淬火表面不易氧化脱碳，变形小等优点，通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度，不等热量传到中心即迅速冷却，仅使表层淬硬为马氏体，中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火（或正火及调质）组织。