小孔零件内径表面淬火缺陷分析及高频感应加热机埋水淬火工艺

纺织机械CT267X型高速多臂装置某零件。其材料为45钢。直径20mm孔内径要求高频感应加热机淬火强化，淬硬层深0.8-1.0mm，硬度为50-60HRC。生产中发现，直径20mm小孔高频感应加热淬火处理困难，一方面常规内孔感应器不易制作，更难镶如导体；另一方面，无论采用感应器喷水，还是利用专用喷水套喷射冷却方式，对工件淬火冷却均效果不佳，内孔硬度不均，不能满足技术要求。

该工件高频感应加热淬火曾采用内螺旋内孔淬火感应器，该感应器以直径4MM纯铜管绕制而成，外径为直径16mm，螺距为7mm，共3匝，内通流动水冷却。使用中发现，该感应器不仅制作困难，并且冷却水流动不畅，使加热温度不均匀，淬火加热后浇水冷却，断电与浇水不易同步进行，冷却水不足，工件冷却速度慢，组织转变不完全，因为工件淬火后硬度不均，达不到技术要求。

此后进行螺旋丝式感应器埋水淬火工艺试验。高频感应加热时，工件表面温度升高，周围水被气化形成一层稳定的蒸汽膜包围工件，使工件和流动冷却水隔离。蒸汽膜导热差，起绝缘保护作用，工件温度迅速上升到淬火温度并进行淬火。这时进行断电，工件表面蒸汽膜破裂，工件被流动冷却水迅速冷却，完成组织转变，工件表面得到硬化。试验结果如下：内孔内径硬度为55-63HRC，淬硬层深为1.0-1.5mm，硬度分布均匀，孔缩小约为0.015-0.03mm，变形微小，满足技术要求，生产效率为200件/h。

搞实验改进工艺方法应用于生产中，工件质量优良，工艺稳定可靠，符合技术要求。

生产中的注意事项如下：

1.钢丝直径取直径2mm的加热效果较好，其他几种易烧断。

2.由于钢丝较细，钢性低，螺距不能太小，不然通电后易发生相互接触造成短路：但螺距过大则加热不均，淬硬层硬度不均。权属与工件厚度有关，圈数太少，淬硬层硬度不均，圈数太多，感应器阻抗大，加热效果下降。感应器螺距和权属应选取合适的，使淬火性能效果较佳。

3.感应器铜丝细，钢性较差，通电后在磁场作用下产生振动，为防止感应器振动打火机烧断，设计了感应器加固装置，以减轻振。