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锻造厂车轮锻件感应淬火的工艺

2019-05-03 17:09:11
由 hclun 发表

        感应淬火常用的工艺路线为:锻造—退火或正火—粗加工—调质或正火—感应淬火—低温回火—精磨—成品。

        影响感应淬火的因素通常包括热参数和电参数两类。热参数主要为感应加热温度、加热时间及加热速度等,电参数有设备频率、比功率、阳极电压、槽路电压及栅极电流等。在实际感应加热过程中,通常采用调整电参数来合理控制热参数,以保证工件感应淬火的质量。

        1.预备热处理

        表面淬火前的预备热处理不仅是为表面淬火做好组织准备,而且也是使锻件在整个截面上具备良好的力学性能。对结构钢锻件而言,调质处理后锻件可获得良好的综合力学性能,并且回火索氏体组织在表面淬火加热时易获得比较均匀的奥氏体。如果锻件心部性能要求不高,也可采用正火。预备热处理时要严格控制表面脱碳,以免降低表面淬火质量。

车轮锻件

        2.比功率的选择

        比功率是指感应加热时锻件单位面积上所供给的电功率。它对锻件的淬火加热过程有重要影响。在频率一定时,比功率越大,加热速度越快;当比功率一定时,频率越高,电流透入越浅,加热速度越快。因此,比功率主要决定了加热速度和可能达到的加热温度。比功率太低,将导致加热不足,加热层深度增加,过渡区增大。连续淬火时,加热温度除与比功率有关外,还与相对移动速度有关。当功率一定时,锻件移动慢则相对加热时间长,会使温度升高,通过热传导使硬化层深度增加。

        3.感应淬火温度的选择

        感应淬火温度是指感应加热时锻件表面的加热温度,它与钢的化学成分、原始组织及加热速度等因素有关。锻件感应淬火时,首先要确保加热温度的正确性,然后根据技术要求确定和调整其他工艺参数和电参数等。由于感应加热速度快,奥氏体晶粒来不及均匀化及长大。如果淬火温度过高,则会造成组织粗大、淬裂、力学性能降低等不良后果;如果淬火温度过低,组织转变不完全,会造成硬度降低。

        4.频率的选择

        高频感应淬火时,应根据锻件尺寸及硬化层深度要求,正确选择电流频率。频率越高,透入深度越浅。实际生产时,所选用频率不宜过低,否则需用相当大的比功率才能获得所要求的硬化层深度,且无功损耗太大。为此,规定硬化层深度应不小于热态电流透入深度的1/4。

车轮锻件

        5.淬火加热方式的选择

        在设备功率足够、生产批量比较大的情况下应采用同时加热法;在单件、小批量生产中,轴类、杆类及尺寸较大的平面加热时应采用连续加热法。如果锻件是较长的圆柱形,为了使加热均匀,还可使锻件其本身的轴线旋转。在设备功率足够大的条件下,应尽量采用同时加热法。因为同时加热法具有一系列的有点:硬化区和感应器的相对位置固定,便于操作;工件在感应器内可上下移动和转动,有利于调整表面的加热温度;硬化层均匀;质量稳定。因此,该方法是目前生产实际中最广泛使用的感应淬火方法。

        同时加热法的主要参数为输出功率和加热时间,连续加热法的主要参数为输出功率和感应器与锻件之间的相对运动速度。对两个参数进行调整时,要确保工件加热的均匀、无软点和软带产生。

        6.淬火冷却方式和淬火冷却介质的选择

        感应淬火的冷却方法及淬火冷却介质应根据材料、锻件形状和大小、采用的加热方式和淬硬层深度等因素综合考虑确定。感应加热后,喷射冷却是最常用的冷却方式,它既适合于同时加热淬火,也适合于连续加热淬火。喷射冷却的冷却速度可以通过调节液体压力,温度及喷射时间来控制。一般喷射器和感应器是分开的,但也有感应器本身兼喷射器的。浸液冷却适合于同时加热淬火。埋油冷却适用于细、薄锻件或 合金钢齿轮,以减少变形和开裂。

        常用的感应淬火冷却介质有水、聚乙烯酵水溶液、乳化液和油等。由于油容易燃烧并会产生大量的油烟,影响安全生产以及污染环境,所以建议用水溶性合成淬火冷却介质取代油。尽管有机合成淬火冷却介质具有良好的冷却效果,但水的优势为清洁、廉价、无环境污染,因此得到广泛的应用。

        为了避免产生淬火裂纹或畸变量过大,必须控制冷却时间和喷射压力,以使锻件既能保证有足够的表面硬度,又能利用锻件内部余热自回火。在同时加热淬火时,当锻件加热到温后,应在空气中停留瞬间以适当降低表面温度后再喷冷或浸淬。连续加热淬火时可调整感应器的移动速度和间隙、喷水孔与锻件的轴向夹角来改变锻件的预冷时间。单独设置喷水圈时,可改变它与感应器的距离来掌控预冷时间。


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