半軸法蘭圓角感應(yīng)淬火

半軸是汽車上傳遞扭矩的重要零件 ,過去半軸多采用調(diào)質(zhì)處理 ,隨著感應(yīng)淬火技術(shù)的發(fā)展 ,目前國內(nèi)外汽車半軸基本上都采用感應(yīng)淬火取代調(diào)質(zhì) ,使半軸疲勞壽命成倍提高。

半軸設(shè)計(jì)給感應(yīng)熱處理帶來了較大的難度 ,首先 ,采用一只感應(yīng)器既要滿足桿部深層淬火 ,又要滿足法蘭部圓角大直徑范圍淬火 ,其功率分配較難掌握。其次 ,較細(xì)的桿徑 ,較深的淬火層使零件淬火變形的控制成為難點(diǎn)。因此必須設(shè)計(jì)的感應(yīng)器滿足以克服以上的難點(diǎn)。新設(shè)計(jì)的感應(yīng)器有以下優(yōu)點(diǎn) :鑲嵌導(dǎo)磁體迫使磁力線向圓角集中 ,提高了平面加熱效率 ,大大加強(qiáng)了圓角淬火的效果。銷軸淬火設(shè)備是專門針對(duì)銷軸研發(fā)的一類淬火設(shè)備，其實(shí)銷軸的淬火設(shè)備選不只這一種，但銷軸淬火設(shè)備卻成為了廠家的，就是因?yàn)楦m合，實(shí)際生產(chǎn)中效果和效率都好。通過實(shí)際生產(chǎn)及測試，淬火后的半軸具有很高的強(qiáng)韌性 ,實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度、塑性和韌性的合理配合。工藝采用立式淬火機(jī)床連續(xù)淬火，可以大批量生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)良的半軸。

大模數(shù)齒輪淬火用感應(yīng)加熱電源控制系統(tǒng)

與感應(yīng)加熱表面淬火相比，滲碳淬火雖可以使齒面達(dá)到很高的接觸疲勞強(qiáng)度、高的抗彎曲強(qiáng)度及良好的耐磨性，但熱處理周期長，淬火變形大，因此世界上工業(yè)化國家在生產(chǎn)大模數(shù)重載齒輪軸逐漸開始采用感應(yīng)加熱電源淬火，其特點(diǎn)是加熱速度快、幾乎沒有保溫時(shí)間 (加熱到溫后立即淬火)。目前以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 和復(fù)雜可編程邏輯器件 (CPLD) 為核心的感應(yīng)加熱電源，已經(jīng)科技取代進(jìn)口設(shè)備。若不對(duì)稱，還可能造成間隙小的一側(cè)發(fā)生感應(yīng)器與零件短路打弧，使感應(yīng)器早期損壞。

基于 DSP 的感應(yīng)加熱電源主要包括主電路與控制電路兩部分，主電路包括整流和逆變兩部分。主電路整流部分輸入為380V/50 Hz 工頻交流電壓，經(jīng)三相不控橋式整流后，轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷?，輪流?dǎo)通和關(guān)斷逆變橋器件，在逆變器的輸出端獲得交變的方波電壓，經(jīng)高頻逆變變壓器耦合輸出到諧振電容和感應(yīng)線圈，通過串聯(lián)諧振產(chǎn)生電流，在線圈中形成交變磁場，對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱。齒輪淬火齒輪淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。

由于感應(yīng)加熱用IGBT器件工作頻率在20至100kHz，可以滿足大多數(shù)感應(yīng)加熱的工作需求。由DSP產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)?？刂七^程中融入恒流PID和數(shù)字鎖相環(huán)運(yùn)算、PWM 波形輸出頻率實(shí)時(shí)性和高分辨率移相 PWM 及死區(qū)時(shí)間控制，計(jì)算時(shí)間短，計(jì)算量大，要求系統(tǒng)有較高的運(yùn)算速度和精度；需要同時(shí)對(duì)多個(gè)電流、電壓值進(jìn)行采樣分析，要求系統(tǒng)有較強(qiáng)的并行處理能力，能完成系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、顯示等功能。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。

雙頻法齒輪感應(yīng)淬火的歷史發(fā)展

在常規(guī)齒輪生產(chǎn)中，齒輪機(jī)加工后進(jìn)行熱處理硬化的工藝有許多種，但都為達(dá)到相同的目的， 即形成一定的顯微組織從而獲得適宜的性能。

但是，淬火處理常常使齒輪變形，導(dǎo)致齒輪質(zhì)量下降。雙頻感應(yīng)淬火處理為解決此問題應(yīng)運(yùn)而生。與兩種局部淬火工藝齒輪單齒感應(yīng)淬火和局部滲碳工藝相比，雙頻感應(yīng)淬火費(fèi)用降低，精度提高(使變形降至)。

局部滲碳在齒輪硬化方法中應(yīng)用得為廣泛。這一工藝包括在不需滲碳的表面鍍上某種材料， 防止在滲碳過程中活性碳原子滲入，的方法是鍍銅，除輪齒外，其它表面都鍍上銅，然后滲碳，滲碳后把銅鍍層去掉，進(jìn)行機(jī)加工，后將所有表面又重新鍍上銅，裝入淬火爐中加熱淬火。齒輪淬火目的齒輪淬火原理：將工件放入感應(yīng)器(線圈)內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)器中通入一定頻率的交變電流時(shí)，周圍即產(chǎn)生交變磁場。

感應(yīng)加熱表面淬火在汽車末端齒輪上的應(yīng)用

滲碳處理是目前汽車和拖拉機(jī)重載齒輪主要的熱處理淬火方式。但是，經(jīng)過這種處理后的零件加工性不高，因?yàn)楹穸炔淮蟮凝X冠會(huì)產(chǎn)生徑向和端面變形。

對(duì)齒輪的每個(gè)齒進(jìn)行感應(yīng)加熱后再進(jìn)行冷卻淬火的方式，齒輪的耐磨性不亞于滲碳方式處理過的齒輪。

對(duì)于感應(yīng)加熱表面淬火復(fù)雜的過程是保證感應(yīng)器與淬火表面之間的固定間隙。通過的定位控制，以確保感應(yīng)器與齒輪淬火面的間隙保持在一定的誤差范圍內(nèi)。為了使沿齒面輪廓的淬火層達(dá)到均勻的厚度，在淬火時(shí)待加工表面相對(duì)于感應(yīng)器的移動(dòng)速度要平穩(wěn)地由齒頂處的值變化至值。簡單的說就是銷軸淬火設(shè)備熱處理效果好，詳細(xì)的就要從多方面來比較了。利用運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)器從一個(gè)齒頂經(jīng)齒窩到達(dá)下一個(gè)相鄰的齒頂，使工作面很窄小的區(qū)域被加熱和冷卻，這種對(duì)齒 面持續(xù)不斷淬火的方法有重大的工藝優(yōu)越性。

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