齒輪采用高頻淬火機進行預處理工藝產(chǎn)生的影響

一般來說，對于帶花鍵孔的齒輪采用高頻淬火機滲碳淬火后內(nèi)孔是收縮的。據(jù)文獻介紹，840℃淬火雖然花鍵內(nèi)孔趨于收縮，但變形的分散度明顯減小，而860℃淬火時內(nèi)孔變形大，穩(wěn)定分散度也大，因此還是采用840℃淬火為好，淬火過程對變形的影響更為顯著。（2）成品表面平均硬度值，對于灰鑄鐵HT200和HT250導軌應≥65HS，HT300和HT350導軌應≥68HS，規(guī)定淬硬區(qū)域內(nèi)不應有軟點、軟帶。...

工藝的影響：

a.齒坯正火對滲碳齒輪變形的影響

齒坯正火是滲碳齒輪的一個預處理工序，但卻是一個不可省略或忽視的關鍵工序。經(jīng)多鏑的生產(chǎn)實踐證明：齒坯正火質量的好壞，不但影響齒輪冷加工性能，而且對齒輪采用高頻淬火機終熱處理的變形程度起著重要的作用。

正火溫度采用960℃，比滲碳溫高30℃，使齒還在滲碳前就消除鍛造熱應力及組織缺陷，獲得組織一致且均勻的齒坯。低于滲碳溫度的正火往往不能消除鍛造后的應力及組織缺陷。高于960℃的正火又容易出現(xiàn)魏氏體組織并使鐵素體呈網(wǎng)狀分布，造成組織不均勻，并且硬度值也高，變形量增大。主要表現(xiàn)在以下方面：(1)鑄鐵是Fe一C一Si三元合金，其共析轉變發(fā)生在一個相當寬的溫度范圍內(nèi)，在這個溫度范圍內(nèi)存在著鐵素體十奧氏體十石墨的穩(wěn)定平衡和鐵素體十奧氏體十滲碳體的準穩(wěn)定平衡。采用960℃加熱、保溫2.5h 出爐后空冷的正火工藝，基本上消除了鍛造后的內(nèi)應力和組織缺陷，以等軸狀的珠光體和鐵素體分布，金相組織為1、2級，硬度在165～190HB之間，切削性能良好，終熱處理后變形減少，變形規(guī)律也基本一致。所以正確選擇正火工藝并嚴格執(zhí)行對于減小變形是十分重要的。

b.滲碳淬火溫度對變形的影響  

20CrNnTi鋼滲碳后采用適宜的淬火溫度對于減少熱處理的變形或使變形變得規(guī)律化是有很大作用的。經(jīng)過多次的試驗，適宜的淬火溫度是830～840℃。如果淬火溫度偏高，則齒輪變形量增大，公法線長度脹大量也隨著增大。

一般來說，對于帶花鍵孔的齒輪采用高頻淬火機滲碳淬火后內(nèi)孔是收縮的。更好的是此工藝適合大批量大規(guī)模生產(chǎn)，可以大大提高工人的生產(chǎn)效率。據(jù)文獻介紹，840℃淬火雖然花鍵內(nèi)孔趨于收縮，但變形的分散度明顯減小，而860℃淬火時內(nèi)孔變形大，穩(wěn)定分散度也大，因此還是采用840℃淬火為好，淬火過程對變形的影響更為顯著。

機用鋸條坯采用中頻淬火機進行退火熱處理，產(chǎn)生脆斷缺陷的原因是什么？

機用鋸條是切割機械的重要切割刃具，工件材料為W9Mo3Cr4V（W9）鋼帶。鋸條生產(chǎn)加工流程為：熱軋鋼帶一退火一刨背一銑齒一沖圓弧及孔一磨齒一分齒一熱處理等。連桿是汽車發(fā)動機主要的傳動機構之一，它將活塞和曲軸連接起來，把作用于活塞頂部的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復直線運動可逆地轉化為曲軸的回轉運動，以輸出功率。經(jīng)中頻淬火機退火后技術要求為鋸條坯應具有較高的韌性和冷塑性。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鋸條工作中有時發(fā)生脆斷和撕裂失效破壞。

現(xiàn)場檢驗發(fā)現(xiàn)，W9高速鋼脆斷和撕裂表現(xiàn)形式不同，有時發(fā)生銑齒掉齒現(xiàn)象，有時出現(xiàn)刨邊撕裂坑，有時出現(xiàn)沖圓弧及孔時產(chǎn)生裂邊現(xiàn)象，有時發(fā)生分齒時掉齒現(xiàn)象，甚至發(fā)生鋸條坯掉在地上摔斷碎裂等。其共同特點是工件塑性低劣，是冷脆性的表現(xiàn)，稱為脆性斷裂。硬度檢驗表明，鋸條硬度值為213-255HBW；脆斷工件試樣光譜檢驗表明，工件中Sn的質量分數(shù)量超標，均大于0.18%，而正常值應為0.013%；初步判斷工件脆斷和錫含量嚴重偏高有關。對采用蒸餾水冷卻大功率電力電子器件的設備要檢查蒸餾水箱的水位是否正常。

分析認為，機用鋸條產(chǎn)生脆斷破壞的根本原因是工件中錫元素嚴重偏析超標造成的。資料介紹，不銹鋼中Sn的質量分數(shù)大于0.02%時，將產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋及角裂，工件中Sn的質量分數(shù)大于0.18%，是產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋和角裂缺陷Sn含量的10倍。當錫在鋼材晶界偏聚，超過一定量時，使工件沖擊韌度急劇下降，機用鋸條正是出現(xiàn)上述情況。本文簡單介紹了機床零件常用的淬火冷卻方法，希望對您的熱處理工作有所幫助。由于過量錫在晶界偏聚產(chǎn)生嚴重偏析和局部Sn含量嚴重超標，使工件韌性大大下降，導致工件脆斷。有資料提出，W9高速鋼中Sn的質量分數(shù)應在0.05%以下，這對生產(chǎn)中提出了一個有益的參考技術數(shù)據(jù)。

根據(jù)以上分析，提出防止鋸條脆斷失效的技術防止措施是：在煉鋼時嚴格控制有害元素含量，工件坯料入廠時嚴格檢驗，防止有害元素超標鋼件混入，以確保加工產(chǎn)品（工件）質量安全。

FW250分度頭主軸采用高頻淬火設備進行熱處理的具體工藝

FW250分度頭主軸的材料為45鋼。熱處理技術要求：除法蘭盤與中部硬度≤30HRC，其余為45-50HRC。為滿足其技術要求，采用高頻淬火設備進行熱處理，效果良好。

（1）工藝流程 下料一鍛造一正火一粗加工一調質一機械加工一φ48.2mm段局部淬火、回火一機械加工一感應淬火、回火一精加工。

（2）熱處理工藝

1）正火。采用高頻淬火設備，加熱溫度為830-850℃，出爐空冷。

2）調質。毛坯經(jīng)粗加工后進行調質處理。其淬火加熱溫度為820-840℃，先水淬30s左右再入油冷卻；高溫回火溫度為610-630℃，空冷。淬火硬度≥50HRC，回火后硬度為235-265HBW。

3）φ48.2mm尺寸局部淬火、回火。選用高頻淬火設備進行局部淬火。其淬火加熱溫度為820-840℃，先水淬20s左右再入油冷卻；回火加熱溫度為340-360℃。

局部淬火部位硬度為45-50HRC，徑向圓跳動不大于加工余量的1/2。

4） 法蘭盤與中部感應淬火、回火。采用高頻淬火設備，感應器選擇自噴水式結構，其內(nèi)徑為淬火部位外徑 （4-6mm）。淬火冷卻介質為清潔水。榔頭采用高頻感應淬火機進行淬火熱處理在我們生產(chǎn)與生活中使用的一些工具，要求具有一定的耐磨硬度，又要求有一定的韌性，不易折斷，所以這些工具在加工成形后需進行淬火與回火處理。其淬火加熱溫度為880-900℃，陽極電壓為13.5kV，陽極電流為6A，屏極電流為1.2A，主軸連續(xù)淬火的相對移動速度為100mm/min?；鼗饻囟葹?80-300℃，回火后，硬度＜30HRC。

5）校直。對個別畸變超差件，可采用200kN液壓校直機校正。校直后進行低溫回火，以消除殘余應力。

曲軸的感應加熱表面淬火

曲軸在大量生產(chǎn)中，廣泛采用感應加熱表面淬火。淬火方法通常有：采用整圈分開式感應器，曲軸在靜止狀態(tài)下的感應淬火方法和采用半圈淬火感應器，曲軸在旋轉狀態(tài)下的感應淬火方法。

曲軸半圈淬火感應器由有效圈，外側板，定位塊，淬火冷卻裝置等四個主要部分組成，電流通過有效圈將電能轉變成熱能，它是由異形紫銅管焊接成一個串聯(lián)的8字形回路的半圓形施感導體。

曲軸是一個形狀復雜的零件，采用整圈分開式感應器使曲軸在靜止狀態(tài)下感應淬火時，感應器所產(chǎn)生的縱向磁場，由于曲柄對磁場的屏蔽，是被加熱的曲軸軸頸圓周及軸向各部位產(chǎn)生極大的差異，導致淬火后軸頸圓周各處的軸向硬化區(qū)差異極大，靜止狀態(tài)下感應加熱，感應器與軸頸的位置相對固定，感應器和軸頸圓周各處的經(jīng)向間隙無法保持一致，導致淬火后軸頸圓周硬化層深度不均，因此，此種淬火方法已越來越少被采用。1、40Cr、45鋼連桿鍛造時，應確保加熱溫度控制在1100~1200℃范圍內(nèi)，終鍛溫度在900~1000℃之間，鍛造后油冷，以防止鐵素體的析出。

采用半圓淬火感應器曲軸旋轉感應加熱方法，不僅因為改變了感應器產(chǎn)生的磁場方向，由縱向變?yōu)闄M向，基本消除了曲柄對磁場的屏蔽，從而淬火后軸頸各處的硬化區(qū)保持均勻，而且由于曲軸相對感應器做旋轉，感應器靠定位塊對軸頸做相對的柔性跟蹤旋轉運動，感應器藉助于定位塊，能穩(wěn)定保持干一個起與軸頸的間隙，保證了淬火后軸頸硬化層深度的均勻性和穩(wěn)定性。此感應器是一匝線圈，連接到高頻變壓器上，在感應線圈中可同時放入9件榔頭，加熱到所要求的溫度后即可進行淬火處理。因此，曲軸半圈感應器旋轉加熱淬火正越來越被廣泛運用。