曲轴采用高频感应退火机进行表面淬火的工艺分析及感应圈的特点

日期:2018-11-21 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

曲轴采用高频感应退火机进行表面淬火的工艺分析及感应圈的特点

曲轴作为内燃机的重要零件,它与汽缸、活塞和连杆等零件组成了发动机的动力装置。因此,曲轴要求具有高强度、高耐磨性和高使用寿命。为了满足曲轴的这些性能要求,需对曲轴进行热处理。那么,曲轴采用哪种感应加热设备进行热处理最好类?曲轴的热处理一般采用淬火、高频感应加热淬火和火焰淬火。今天,我们就介绍一下高频感应加热淬火。感应淬火是一种节能的热处理技术,能明显提高热处理的工作效率,按生产节拍组织生产,因此可称为成本最低的热处理技术。

一、曲轴采用高频感应退火机进行热处理的技术

高频感应加热淬火和冷却采用曲轴轴径轮流淬火,分别进行表面淬火,曲轴的淬火温度为860~900℃,感应器(圈)的内壁圆周上钻有供应冷却水的小孔,其直径大小为1.5~2.5mm,水的压力通常为0.15~0.35MPa。加热75~150℃/s。在300℃进行自回火处理,而采用炉内的回火工艺则为(180~220)℃×(1.5~2)h,回火后硬变为52 -57HRC。曲轴表面淬火热处理的工艺及技术要求见下表。

曲轴表面淬火热处理的工艺及技术要求

项目或工艺方法   钢 球墨铸铁 
淬层深度/mm   2.0-4.5 1.5-4.5
硬度/HRC  45等钢55-63    42-55
硬度散差/HRC   ≤6      ≤6     
显微组织细针状马氏体    3-7级         3-6级

曲轴经高频感应退火机淬火后,其轴径和曲柄连接的圆角R处未淬火处理,因此会产生较大的拉应力,降低了曲轴的疲劳强度。对于大功率的汽车曲轴采用轴径和圆角同时淬火的热处理工艺方法,该方法的特点为在原半圆感应器的基础上,将有效弧形段截面的厚度加以改变,并捆上导磁体,目的是使曲轴圆角R和轴径同在同在较强的感应器下被加热淬火,获得理想的淬火效果和一定的残余压应力。一般使用的淬火冷却介质有水、PAG和油等,PAG用作42CrMoA、50CrMoA等材料的淬火介质,处理后曲轴具有表面硬度均匀、硬化层深、淬火开裂和磨削裂纹少等特点。大多数回火采用自回火方法,一般在热风炉或低温电阻炉中加热温度(140~180)℃×2h回火即可。

二、曲轴感应器的特点:

曲轴的感应加热表面淬火是热处理工艺中的重要工序,为曲轴轴径硬化的必备措施。常见的曲轴感应器有两类,一种是整圈分开式感应器,用于曲轴在静止不动条件下的表面淬火,另一种是半圈淬火感应器,曲轴在感应器内旋转运动。频率的选择是根据轴径的直径而定。一般直径小于50mm为8000HZ,大于50mm则为2500Hz即可。 

曲轴的加热温度为860~900℃(以45钢为例)。加热时间一般与功率的大小有关,冷却时间为加热时间的0.9一1.2倍。此时水压0.015一0.4MPa,水温在18-50℃。球墨铸铁曲轴采用的加热温度为900~950℃,在300℃左右进行自行回火后,仍需在180~220℃补充一次回火处理。

曲轴的半圈感应器是最常用的、应用范围广。它是由有效圈、外护板、定位块和淬火冷却装置四个主要部分组成。其构造中有效圈是用异性紫铜管焊层,用焊成一个串联呈“8”字形半圆施感导体,其有效圈的形状是由四根轴向导线和四根圆弧导线组成两个“口”字形线圈,然后将其串联起来,构成一个‘吕”形,围成半圆弧形扣在轴径上,8根有效导线与轴径表面的间隙为1.5~2mm。依靠四根轴线导线产生横向磁场,产生的轴线方向感应电流来加热轴径,曲轴以60一100r/min 旋转,喷水冷却,一般在导线上装有“Ⅱ”形硅钢片导磁体。该半圈具有以下特点:

1.硬化层深度和区域宽度均匀一致,曲柄臂没有受到加热;

2.调整硬化层的分布曲线,实现轴径圆角的淬火。

3.减少或消除了淬火裂纹,尤其是斜油孔的存在极易产生裂纹,使产生的轴向电流与油孔平行后,则可大大减少发生淬火裂纹的倾向;

4.减少了曲轴的淬火变形。

郑州高氏是专门生产销售曲轴淬火设备、高频感应退火机的公司,设备采用IGBT模块,使得设备更加的环保节能,同时,设备的感应圈安装拆卸也很方便,当然,您也可以根据您的工件定制适合您的感应圈。