工程机械用销轴中频感应热处理探讨.docx

工程机械用销轴中频感应热处理探讨伴随着国内基建和房地产行业的，国家“一带一路”走出去的机遇，工程机械行业也迎来了较大的发展。工程机械是中国重装备工业的重要组成部分，常在较为恶劣的环境中承受不同的冲击载荷，对机器的可靠性和适应性提出了更高的要求。感应热处理在工程机械行业应用相当广泛，本文简单介绍工程机械用销轴两种不同的中频热处理工艺。1.概述我公司是工程机械四轮一带的专业生产商，销轴是四轮一带里的重要部件，不仅需要承受一定的载荷，表面还需要一定的耐磨性。本文以171节距的销轴（见图1）为例，直径为33.4mm,长度为183mm,材质为45Bo技术图样要求热处理工艺可采用两种方式：整体调质，然后表面开展高频感应热处理。中频感应加热后喷淋淬火，表面和心部开展差异化硬度处理。出于成本控制和生产效率考虑，第种热处理方式成为市场的主流选择。详细的技术要求如下：淬硬层715mm（临界硬度45HRC）,表面硬度5260HRC,心部硬度252397HBS。我公司的销轴热处理全部采用中频感应加热喷淋淬火工艺，但是淬火机床分为两种，分别采取准确控冷和准确控温来到达销轴内外硬度差异化的目的。2 .准确控冷中频感应热处理此设备主要由自动上料机构、中频感应线圈组成的2.8m长的加热炉膛和三个压淬冷却工位组成，炉膛和冷却工位之间靠移料伺服电动机和伺服推杆开展衔接。销轴首先由自动上料机构上料，然后进入加热炉膛开展加热，加热后移料伺服机构将加热好的销轴依次送到三个压淬工位，然后由相应工位的伺服推杆推入压辎开展喷水压淬，压淬的目的是防止弯曲变形超差。这种设备采取的是步进式生产方式，销轴在炉膛内整体加热至完全奥氏体化温度，然后出炉进入压淬工位开展喷液冷却，依靠准确控制喷水量和喷水时间来到达内外差异化硬化的目的。淬火完成的工件及时装入台车炉开展低温回火。主要热处理工艺参数如下表1所示。此工艺是采用较低的电源频率来提高涡流透入深度，并在炉膛保温一段时间，将工件整体加热至Ac3以上，然后控制喷液开展冷却。此工艺的优点：由于采用三个工位开展冷却，生产效率较高。过程控制较为稳定。缺点：此种冷却方式无法保证整根轴各部分同时均匀冷却，导致变形过大，必须依靠压淬才能保证直线度。增加了三个压淬工位和移送料装置使得设备构造较为复杂，设备故障率偏高，维护保养费用较高。3 .准确控温中频感应热处理此设备主要由自动上料机构、两个反向转动的传输辎和在线感应回火炉组成。传输辐内从前到后依次布置预热感应器、加热感应器和环形喷水器。预热感应器和加热感应器通用，都是用8mm×12mm的矩形铜管制成的内径为43mm的两匝线圈。工件由自动上料装置开展上料，传送链将工件送入传输辐，工件在传输程内依次经过预热感应器和加热感应器完成加热，然后直接经过环形喷水器开展喷液冷却，最后经由在线回火炉完成回火。这种设备采用的是边加热边冷却的生产方式，由于是连续生产，不同于步进式生产，需要连续喷水冷却，喷水时间无法随时启停，工件直径又比较小，很难仅通过调节喷水量来控制工件内外冷却速度，只能依靠控制加热来保证内外差异化硬化处理。主要热处理工艺参数如下表2所示。此工艺预热采用较低的电源频率来提高涡流的透入深度，加热采用稍高于预热的频率使工件表面迅速到达奥氏体化温度，而心部仍处在AclAc3区间内，然后迅速经过环形喷水器喷水冷却。此工艺优点：设备构造较为简单，维护保养成本低。由于工件心部不需加热至完全奥氏体化，淬火后直接使用在线回火,能有效地降低能耗，节能减排效果较为突出。由于采用环形喷水器，工件径向冷却均匀，热变形较小，直线度极好，无需压淬。缺点是加热时间必须控制精准，由于Acl-Ac3温度区间很窄，稍有不慎心部就会完全奥氏体化。4 .检验分析（1）硬度与淬硬层结果如下表3所示。（2）金相组织如图2图5所示通过检验发现，两种工艺的硬度都符合技术要求，近表面淬匀的淬硬层，调整了顶尖的摆差；另外恢复了电源在连杆颈上、下止点的功率分配功能，也解决了连杆颈上止点处斜油孔出现淬火裂纹的问题。（3）通过疲劳试验得知.经过圆角强化的曲轴，相对圆角不强化的曲轴，疲劳强度大幅提高，其提高程度与圆角处的淬硬层深度和表面质量密切相关。按存活率为99.9%的弯矩疲劳极限MT计算，为圆角不淬火的2.1倍,对延长曲轴乃至柴油机的使用寿命，防止曲轴断裂，起到决定性的作用。