高頻淬火爐對冷卻水水質(zhì)有哪些要求？

高頻淬火爐之所以要用水，是因?yàn)闄C(jī)器在大功率狀態(tài)下工作時(shí)需要冷卻降溫。低溫回火是為了消除淬火應(yīng)力，防止產(chǎn)生磨削裂紋，提高抗沖擊能力。如功率元件主整流器、IGBT、變壓器及感應(yīng)線圈等，這些元件、部件由于電流的熱效應(yīng)，在大電流條件下工作，必然會產(chǎn)生一定的熱量，造成附帶溫升。如果不及時(shí)實(shí)施冷卻，不但會影響機(jī)器的性能和功率，還會燒壞元件、部件，損壞機(jī)器。

為了確保電氣元件長期可靠運(yùn)行，電源系統(tǒng)冷卻水的質(zhì)量應(yīng)符合如下要求：

1、不溶性固體/10-6：＜40-50。

2、電阻率/Ω·cm：17000-25000。

3、電導(dǎo)率：40-60。

車床變速箱撥叉齒輪采用超音頻淬火電源進(jìn)行熱處理的工藝分析

車床變速箱撥叉齒輪的模數(shù)為6mm，材料為38CrMoA1A鋼。熱處理技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)硬度為250-280HBW。為滿足此要求，不少廠家采用超音頻淬火電源進(jìn)行熱處理，效果良好。

（1）工藝流程 調(diào)質(zhì)一粗加工一高溫時(shí)效一精加工一氣體滲氮一精加工一成品。

（2）熱處理工藝

1）調(diào)質(zhì)處理。采用超音頻淬火電源進(jìn)行，淬火工藝：930-950℃，淬油；高溫回火工藝：630-650℃，油冷。

2）高溫時(shí)效。同樣采用超音頻淬火電源進(jìn)行，加熱溫度為560℃，空冷。

不少廠家采用上述工藝進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出來的齒輪硬度達(dá)到250-280HBW，滿足了工作的需要。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。

超音頻淬火設(shè)備和高頻淬火設(shè)備應(yīng)用在齒輪表面淬火的硬化層分布形式

硬化層分布形式一種：齒根不淬硬，采用回轉(zhuǎn)加熱的方法，這種淬火方法所達(dá)到的效果就是齒面耐磨性提高，彎曲疲勞強(qiáng)度受一定影響，許用彎曲應(yīng)力低于該鋼材調(diào)質(zhì)后的水平；這種淬火方法一般應(yīng)用在處理齒輪寬度10-100mm,模數(shù)小于5mm，齒輪的直徑是由設(shè)備的功率決定。不少廠家采用上述工藝進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出來的齒輪硬度達(dá)到250-280HBW，滿足了工作的需要。

第二種、齒根都淬硬需要混轉(zhuǎn)加熱淬火法，齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強(qiáng)度都得到提高；許用彎曲應(yīng)力比調(diào)質(zhì)狀態(tài)提高30%-50%，可部分代替滲碳齒輪；一般對齒寬10-100mm。據(jù)文獻(xiàn)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(shí)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。模數(shù)小于等于5mm，火焰淬火的話直徑可達(dá)到450mm，一般模數(shù)小于等于6mm，個(gè)別情況需要小于等于10mm。

第三種、齒面淬硬，齒根不淬硬，采用單齒連續(xù)加熱淬火的方法，淬火效果為齒面耐磨性提高，彎曲疲勞強(qiáng)度手一定影響，一般硬化層結(jié)束離齒根2-3mm處；許用彎曲應(yīng)力低于該鋼材調(diào)質(zhì)后的水平，這種單齒淬火的方法，齒輪直徑是不受限制的，單齒淬火模數(shù)要大于等于10mm。淬火鋼產(chǎn)生硬度偏低缺陷的原因及對策如下：1、回火溫度過高，為此，采用超音頻淬火設(shè)備回火時(shí)，應(yīng)選擇合適的回火溫度，并進(jìn)行充分回火。

第四種、齒面齒根都要淬硬，沿齒溝連續(xù)加熱淬火，齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強(qiáng)度均提高；許用彎曲應(yīng)力比調(diào)質(zhì)狀提高30%-5.%，可部分代替滲碳齒輪的。(1)正火消除鍛造應(yīng)力，均勻組織、細(xì)化晶粒，改善切削加工工藝性和表面加工質(zhì)量。這種淬硬分布形式不受齒輪直徑的限制，但是模數(shù)一定到大于等于10mm。齒輪采用超音頻，高頻淬火設(shè)備的方式淬火感應(yīng)器結(jié)構(gòu)也非常嚴(yán)謹(jǐn)，要保證感應(yīng)器充分冷卻的條件下，使感應(yīng)器提高加熱效率。

齒輪淬火變形的分析和對策

7T火車后橋錐齒輪是汽車傳遞動力和改變速度的重要零件，工件材料為22CrMOH鋼。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，齒輪熱處理后部分工件出現(xiàn)貫穿性裂紋，另外一些齒輪發(fā)現(xiàn)起邊超差缺陷，造成不少齒輪失效報(bào)廢。

錐齒輪要求滲碳層深度為1.7-2.1mm,碳化物為1-5級，馬氏體和殘留奧氏體為1-5級，表面硬度為60-64HRC，芯部硬度為35-40HRC。連桿的鍛造工藝流程為：下料-剝皮-加熱-制坯分料-模鍛成形-沖孔、切邊、熱校正-調(diào)質(zhì)或非調(diào)質(zhì)鋼可控冷卻-拋丸-磁粉探傷-外觀檢驗(yàn)-冷精壓-去應(yīng)力回火-表面強(qiáng)化噴丸-直線度檢驗(yàn)-防銹裝箱-入庫。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)齒輪花鍵根部應(yīng)力集中部位是裂紋源處，裂紋沿軸向擴(kuò)展貫穿軸頸本體，部分主動齒輪裂紋嚴(yán)重貫穿齒根與齒頂處，開裂特征明顯。金相組織檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，主動齒輪帶狀組織中鐵素體帶處是裂紋源頭，裂紋擴(kuò)展并與帶狀組織平行。部分裂紋呈鋸齒狀形貌，同事出現(xiàn)嚴(yán)重的次生裂紋，部分裂紋呈碎裂狀形貌。

分析認(rèn)為，從動齒輪畸變超差失效是因工件組織均勻性差，帶狀組織嚴(yán)重引起的，工件在熱處理中各個(gè)部位膨脹系數(shù)以及相變比體積變化差異大，引起較大的組織應(yīng)力，造成工件畸變過大超差而失效。球墨鑄鐵中石墨呈球狀，對基體的削弱作用較小，因而凡能改變金屬基體的各種熱處理方法，對于球墨鑄鐵件都非常有效。主動齒輪出現(xiàn)軸向裂紋系因帶狀組織嚴(yán)重超差造成的。由于帶狀組織嚴(yán)重，相鄰部位顯微組織不同，差異很大，在外力作用下，性能薄弱處和強(qiáng)弱帶間適應(yīng)力集中處，該處力學(xué)性能低而各向異性明顯，并且處于高應(yīng)力作用，其橫向強(qiáng)度比縱向斷裂強(qiáng)度明顯低下，在熱處理中產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力作用下，主動齒輪在應(yīng)力集中薄弱區(qū)域萌生裂紋并擴(kuò)展快裂。

根據(jù)以上分析，提出工藝改進(jìn)措施如下：

（1）生產(chǎn)中從首工序嚴(yán)吧材料檢驗(yàn)質(zhì)量關(guān)口，要求帶狀組織≤3級，其他各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，性能指標(biāo)合格，不允許不合格材料混入生產(chǎn)流程。

（2）齒輪鍛件毛坯件應(yīng)進(jìn)行金相檢驗(yàn)，帶狀組織≤3級的合格坯件可進(jìn)入加工程序，防止不合格鍛件進(jìn)入再加工工序。

（3）建議鋼廠個(gè)鍛造廠采用新技術(shù)工藝，提高鋼材和鍛件毛坯組織性能質(zhì)量，為減少和消除齒輪組織缺陷和畸變裂紋缺陷失效奠定基礎(chǔ)。