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(shí)，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(lèi)零件的外表面加熱淬火，當(dāng)加熱設(shè)備一定時(shí)，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(shí)，在瞬時(shí)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(guò)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(pán)卡緊，中部置于新制作的托車(chē)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(shí)，支承輪可以隨工件轉(zhuǎn)動(dòng)。加熱小齒輪時(shí)，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(chē)可以固定于支架的軌道上滾動(dòng)，當(dāng)托輪軸放于托車(chē)的支承輪上時(shí)，支承輪受很大的重力，因此，軸與支承輪之間也會(huì)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(lèi)淬火的直徑，再對(duì)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(lèi)的表面淬火問(wèn)題了。

汽車(chē)半軸坯料中頻感應(yīng)加熱質(zhì)量的控制

為便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，中頻感應(yīng)加熱金屬在國(guó)內(nèi)一些企業(yè)也逐漸得到廣泛運(yùn)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?chē)a(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，把金屬毛坯置于交變的磁場(chǎng)內(nèi)，在其內(nèi)部便產(chǎn)生一個(gè)交變電勢(shì)，在電動(dòng)勢(shì)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(diǎn)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(guò)，表面層中的金屬主要靠電流流過(guò)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(lái)說(shuō)，當(dāng)毛坯表面加熱到鍛造溫度時(shí)，表面和中心溫度差不得超過(guò)100℃。對(duì)于大直徑的毛坯，為了縮短內(nèi)層金屬的加熱時(shí)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(zhǎng)了熱量由外層向內(nèi)層的傳遞時(shí)間，增加了熱量損失，熱效率低，甚至?xí)斐杀砻孢^(guò)熱。1)齒輪全齒加熱淬火時(shí)，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(shí)，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(diǎn)：升溫快，氧化和脫碳少，勞動(dòng)條件好，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。

汽車(chē)半軸局部感應(yīng)加熱感應(yīng)器的類(lèi)型

等直徑變?cè)丫喔袘?yīng)器 當(dāng)變截面圓柱體毛坯加熱時(shí),例如帶臺(tái)階的變徑毛坯,在同一加熱時(shí)間內(nèi),必須保證在各個(gè)區(qū)段上析出不同的能量,能量也就是單位長(zhǎng)度上的功率與直徑區(qū)段相對(duì)應(yīng)。這一點(diǎn)靠各區(qū)段上磁場(chǎng)強(qiáng)度的相應(yīng)分布便可做到,為此感應(yīng)器應(yīng)做成變?cè)丫嗟?。直徑的區(qū)段上的匝距而磁場(chǎng)強(qiáng)度。目前可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)上80%齒寬高符合工藝要求，這一點(diǎn)也是未來(lái)需要改進(jìn)和克服的地方。為此要確定各個(gè)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(zhǎng)度。

以上這種變截面圓柱體毛坯加熱,感應(yīng)器設(shè)計(jì)為變?cè)丫?優(yōu)點(diǎn)是感應(yīng)器可做成等直徑,不必仿型。

缺點(diǎn)是感應(yīng)器設(shè)計(jì)制作較復(fù)雜,對(duì)于相對(duì)較細(xì)的直徑來(lái)說(shuō)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(shí)更多得采用仿型感應(yīng)器。感應(yīng)器設(shè)計(jì)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(lái)考慮的。

1.仿型的矩形感應(yīng)器形式

矩形感應(yīng)器又可稱(chēng)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(jiàn)的推料方式有3種情況:利用氣缸或液壓缸移動(dòng)坯料;鏈?zhǔn)交虬迨捷斔蛶б苿?dòng)坯料;自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置移動(dòng)坯料。

仿型的矩形感應(yīng)器存在以下問(wèn)題:由于坯料形狀的特殊性,向感應(yīng)器進(jìn)料和出料時(shí),坯料在感應(yīng)器內(nèi)移動(dòng)困難等問(wèn)題。雖然感應(yīng)器制作工藝較簡(jiǎn)單,但機(jī)械動(dòng)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(jiàn)的坯料移動(dòng)方式,也有3種形式:利用氣缸推動(dòng)坯料;利用鏈(板)式移動(dòng)坯料;自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置移動(dòng)坯料。

這種仿形的U型感應(yīng)器的機(jī)械動(dòng)作雖然比較矩形感應(yīng)器簡(jiǎn)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(duì)。