大型托輪軸感應(yīng)淬火的工藝分析

大型托輪軸的材料為40Cr鋼，重量約900-1200kg,兩端表面淬火硬度為HRC通40~45，淬硬層深度＞0.4mm.在通常情況下，高頻感應(yīng)加熱表面淬火時，一次可以加熱的零件表面，是由高頻變壓器、感應(yīng)器的效率、設(shè)備的輸出功率及零件加熱所需的單位功率決定。軸類零件的外表面加熱淬火，當(dāng)加熱設(shè)備一定時，所能加熱的直徑與感應(yīng)器有效圈的高度有關(guān)。軸外表面連續(xù)加熱時，在瞬時加熱面積一定的情況下，加熱帶的寬度和所能加熱的軸的直徑成反比，加熱帶的寬度是由感應(yīng)有效圈的高度決定的。由于托輪軸重量和尺寸較大，超過了一般淬火機(jī)床的適應(yīng)范圍，為此，將托輪軸的一端用臥式淬火機(jī)床的卡盤卡緊，中部置于新制作的托車的支承輪上，為了避免劃傷軸的表面，支承輪用黃銅制作。淬火時，支承輪可以隨工件轉(zhuǎn)動。加熱小齒輪時，為防止將已淬硬的齒面加熱，可采用三角形截面感應(yīng)器，或用銅板屏蔽的方法。托車可以固定于支架的軌道上滾動，當(dāng)托輪軸放于托車的支承輪上時，支承輪受很大的重力，因此，軸與支承輪之間也會產(chǎn)生較大的摩擦力。

托輪軸的感應(yīng)加熱表面淬火表明，適當(dāng)減小通常沿用的淬火感應(yīng)圈有效圈的高度，可以增大軸類淬火的直徑，再對淬火機(jī)床稍作改裝，就可以在一定范圍內(nèi)解決大型軸類的表面淬火問題了。

汽車半軸坯料中頻感應(yīng)加熱質(zhì)量的控制

為便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，提高生產(chǎn)效率，中頻感應(yīng)加熱金屬在國內(nèi)一些企業(yè)也逐漸得到廣泛運用。

感應(yīng)加熱的基本原理是當(dāng)施感導(dǎo)體（感應(yīng)器）中通入交變電流以后，在它的周圍產(chǎn)生一個交變的磁場，把金屬毛坯置于交變的磁場內(nèi)，在其內(nèi)部便產(chǎn)生一個交變電勢，在電動勢作用下金屬內(nèi)部產(chǎn)生交變渦流。由于金屬毛坯電阻上的渦流發(fā)熱和磁性轉(zhuǎn)變點以下的磁滯損失發(fā)熱，把金屬毛坯加熱到所需要的溫度。由趨負(fù)效應(yīng)可知，電流僅在被加熱的金屬表面層流過，表面層中的金屬主要靠電流流過而加熱，內(nèi)層（中心金屬）則靠外層熱量向內(nèi)層傳導(dǎo)而加熱。一般來說，當(dāng)毛坯表面加熱到鍛造溫度時，表面和中心溫度差不得超過100℃。對于大直徑的毛坯，為了縮短內(nèi)層金屬的加熱時間、提高加熱速度，建議選用較低的電流頻率以增大電流透入深度，否則選用的頻率太高，電流透入深度將減少，不但延長了熱量由外層向內(nèi)層的傳遞時間，增加了熱量損失，熱效率低，甚至?xí)斐杀砻孢^熱。1)齒輪全齒加熱淬火時，應(yīng)在淬火機(jī)床上進(jìn)行，齒輪與定位心軸的間隙應(yīng)≤0。小直徑毛坯感應(yīng)加熱時，由于截面尺寸小，可以采用較高頻率，以提高電效率。

中頻感應(yīng)加熱設(shè)備是目前主流的電磁感應(yīng)加熱技術(shù)，有很多優(yōu)點：升溫快，氧化和脫碳少，勞動條件好，便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。

汽車半軸局部感應(yīng)加熱感應(yīng)器的類型

等直徑變匝距感應(yīng)器 當(dāng)變截面圓柱體毛坯加熱時,例如帶臺階的變徑毛坯,在同一加熱時間內(nèi),必須保證在各個區(qū)段上析出不同的能量,能量也就是單位長度上的功率與直徑區(qū)段相對應(yīng)。這一點靠各區(qū)段上磁場強(qiáng)度的相應(yīng)分布便可做到,為此感應(yīng)器應(yīng)做成變匝距的。直徑的區(qū)段上的匝距而磁場強(qiáng)度。目前可滿足設(shè)計上80%齒寬高符合工藝要求，這一點也是未來需要改進(jìn)和克服的地方。為此要確定各個區(qū)段上的單位功率, 平均單位功率和平均單位匝數(shù),感應(yīng)器的分段長度。

以上這種變截面圓柱體毛坯加熱,感應(yīng)器設(shè)計為變匝距,優(yōu)點是感應(yīng)器可做成等直徑,不必仿型。

缺點是感應(yīng)器設(shè)計制作較復(fù)雜,對于相對較細(xì)的直徑來說感應(yīng)加熱的效率偏低。而且設(shè)備調(diào)試也較復(fù)雜。

因此目前在半軸二火補(bǔ)溫加熱時更多得采用仿型感應(yīng)器。感應(yīng)器設(shè)計為等匝距。

等匝距仿型感應(yīng)器 仿型感應(yīng)器加熱的基本原理是根據(jù)感應(yīng)加熱的電效率與感應(yīng)器線圈內(nèi)徑與坯料外徑之比有一定的函數(shù)關(guān)系來考慮的。

1.仿型的矩形感應(yīng)器形式

矩形感應(yīng)器又可稱為橢圓截面感應(yīng)器,與這種仿型的矩形感應(yīng)器配套的機(jī)械裝置常見的推料方式有3種情況:利用氣缸或液壓缸移動坯料;鏈?zhǔn)交虬迨捷斔蛶б苿优髁?自動旋轉(zhuǎn)裝置移動坯料。

仿型的矩形感應(yīng)器存在以下問題:由于坯料形狀的特殊性,向感應(yīng)器進(jìn)料和出料時,坯料在感應(yīng)器內(nèi)移動困難等問題。雖然感應(yīng)器制作工藝較簡單,但機(jī)械動作較復(fù)雜,這種方式較少采用。

2.仿型的U型感應(yīng)器形式

仿型的U型感應(yīng)器是坯料端部感應(yīng)加熱又一種常用的加熱方法。仿型的U型感應(yīng)器常見的坯料移動方式,也有3種形式:利用氣缸推動坯料;利用鏈(板)式移動坯料;自動旋轉(zhuǎn)裝置移動坯料。

這種仿形的U型感應(yīng)器的機(jī)械動作雖然比較矩形感應(yīng)器簡單一些,但感應(yīng)器的制作太復(fù)雜,人們也較少采用,另外,U型感應(yīng)器的效率也相對。