高頻感應(yīng)加熱淬火操作流程如下:
一、感應(yīng)加熱設(shè)備
1. 加熱電源
不論感應(yīng)加熱電源是何種形式,其輸出功率及頻率必須要滿足工作要求,輸出電壓能控制在±2.5%范圍內(nèi)或輸出功率在±5%范圍內(nèi)。
2. 淬火機床
感應(yīng)加熱淬火機床在旋轉(zhuǎn)速度、升降速度及高度、工作臺面的跳動等方面應(yīng)能滿足所處理工件的技術(shù)要求。通常軸心擺差不大于0.3mm,軸向移動速度偏差<5%,旋轉(zhuǎn)可調(diào)范圍20~120r/min.并符合JB/T 9201《鋼鐵件的感應(yīng)淬火回火處理》規(guī)定。
3. 時控裝置
感應(yīng)加熱電源或淬火機床應(yīng)根據(jù)需要裝有控制加熱、間歇、冷卻的裝置。
4. 淬火冷卻設(shè)備
淬火冷卻設(shè)備應(yīng)能滿足工件在連續(xù)淬火時的水壓(一般為0.12~0.2MPa),流量應(yīng)滿足在同時淬火時的冷卻能力。
5. 回火設(shè)備
要求能自動控溫和記錄,且有強制爐氣循環(huán)設(shè)施,保證爐溫均勻。
二、感應(yīng)器
淬火感應(yīng)器采用薄壁紫銅材料制造,力求保證加熱工件表面各處溫度盡可能均勻,連續(xù)淬火感應(yīng)器的噴水孔要均布,噴水孔直徑在ф0.8~ф1mm之間,噴水孔角度在35°~45°之間。噴水孔中心距一般在2~4mm之間。噴水孔總面積應(yīng)占有效圈內(nèi)表面總面積的12%~20%。
三、淬火件的預(yù)備處理及工藝規(guī)范
1. 感應(yīng)淬火零件應(yīng)經(jīng)過退火、正火或調(diào)質(zhì)預(yù)備處理,以使淬火前組織均勻,保證感應(yīng)加熱淬火后硬度均勻。常見馬氏體不銹鋼高頻淬火前的預(yù)處理參見表7-12。加熱前預(yù)留的磨余量依據(jù)感應(yīng)頻率不同而定,高頻感應(yīng)加熱,單邊留量不大于0.3~0.5mm。
2. 加熱方式的確定。根據(jù)工件形狀、加熱部位、加熱面積等條件確定加熱方法。
①. 同時加熱法
采用與被處理的零件淬火表面仿型的感應(yīng)器,對應(yīng)工件淬火部位加熱,之后再進行冷卻(可以噴水冷卻,也可以放淬火劑槽中冷卻)。
在一定的頻率下,通過改變單位功率和加熱時間可獲得不同的硬化層。一般采用的最小設(shè)備比功率為0.4~4kW/c㎡。
②. 連續(xù)加熱法
利用淬火機床使工件旋轉(zhuǎn)并向下移動,工件經(jīng)過安裝在固定位置的感應(yīng)器,其表面被迅速加熱,加熱部位離開感應(yīng)器時,同時被噴水冷卻。
連續(xù)加熱設(shè)備比功率一般最小為1.2kW/c㎡,常用的移動速度為1~10mm/s。
3. 感應(yīng)器選用
根據(jù)零件形狀、淬火部位、淬火面積、加熱方法來確定。
感應(yīng)器與零件之間的間隙應(yīng)力求小且均勻,以提高感應(yīng)器的加熱效率和加熱的均勻性。一般情況下,軸類件為1.5~3mm;齒輪模數(shù)小于或等于3時為2~5mm,大于3時為4~6mm;平面和孔類為1~2mm。
柱面全加熱時,感應(yīng)器高度比柱面高度小1~2mm,以減小尖角效應(yīng)。軸類局部同時加熱時,感應(yīng)器高度應(yīng)為加熱帶長度的1.05~1.2倍。
4. 加熱溫度
采用高頻感應(yīng)加熱時,根據(jù)加熱速度、原始組織等情況,淬火溫度應(yīng)比爐中加熱淬火溫度高30~80℃,有時需要更高的溫度。常用不銹鋼感應(yīng)加熱淬火溫度見表7-12。
5. 加熱時間
連續(xù)加熱時,工件加熱表面上任一點的加熱時間相當(dāng)于該點進入感應(yīng)圈到離開感應(yīng)圈的時間,即通過感應(yīng)圈高度的時間。
在實際生產(chǎn)時,應(yīng)根據(jù)加熱零件的具體情況,選擇感應(yīng)器高度、淬火機床升降速度、加熱設(shè)備功率等技術(shù)參數(shù)。
6. 參數(shù)的確定
選擇合理的電氣參數(shù),是為了保證設(shè)備輸出功率及設(shè)備在高效率狀態(tài)下正常工作。通過調(diào)整陽極電壓、反饋和耦合手輪,可以改變陽極負(fù)載電壓和陽極負(fù)載電流的大小,獲得需要輸出的功率。
當(dāng)調(diào)整耦合和反饋手輪時,若槽路電壓上升則表示輸出功率增加,槽路電壓越高,表示輸出功率越大;若槽路電壓不變或稍有下降,則表示已獲得最大輸出功率。
在最佳工作狀態(tài),陽流和柵流的比值K為定值。在使用設(shè)備GP-100的條件下,K=5~8.為調(diào)整K值達最佳,需調(diào)節(jié)反饋和耦合手輪,調(diào)節(jié)方向及規(guī)律見表7-14。
7. 淬火冷卻
①. 連續(xù)加熱淬火時采用噴射冷卻,此時應(yīng)保證水壓、噴水方式、水溫等符合工藝要求,以保證充分冷卻。
②. 同時加熱淬火時,根據(jù)工件形狀、材質(zhì)及淬火部位,可以采用噴射冷卻,也可采用浸液冷卻。
8. 淬火后回火
感應(yīng)加熱淬火后,根據(jù)材質(zhì)及硬度的要來,選用適當(dāng)?shù)臏囟然鼗?。采用加熱爐回火時,設(shè)備應(yīng)有可靠的控制系統(tǒng)和記錄裝置,最好有爐氣強制循環(huán)裝置。也允許采用自回火和感應(yīng)加熱回火。
四、感應(yīng)加熱淬火件的質(zhì)量控制與檢驗
1. 外觀
淬火表面不允許有燒傷或熔化疤痕、裂紋。
2. 硬度
淬火表面應(yīng)達到技術(shù)要求的硬度,硬度檢驗可根據(jù)零件大小和硬化層的深度,采用洛氏法(GB/T 230)、維氏法(GB/T4340)或肖氏法.(GB/T 4341).大型工件也可以用銼刀檢測。表面硬度允許波動范圍見表7-15~表7-17。
3. 有效硬化層深度
必須檢查時,應(yīng)破壞工件,在要求的硬化區(qū)內(nèi)檢驗,同一零件硬化層深度允許波動0.2mm以下,同批件允許波動0.4mm以下。
硬化層檢測可按GB/T 5617的規(guī)定進行。
4. 金相組織
處理部位的金相組織應(yīng)為技術(shù)要求的正常組織。按JB/T9204要求的方法進行檢查。
5. 變形
處理后的零件變形量應(yīng)不影響以后的機械加工和使用功能。
五、感應(yīng)加熱淬火操作注意事項
1. 高頻設(shè)備啟動前應(yīng)通冷卻水冷卻并提前半小時預(yù)熱設(shè)備。
2. 根據(jù)零件形狀、淬火部位、硬度要求等選用正確的感應(yīng)器,并安全、牢固地固定在輸出變壓器上,及時通入冷卻水。
3. 按要求調(diào)整好電氣參數(shù),并注意儀表的指示及變化。
4. 工件進入感應(yīng)器前禁止送電,也不準(zhǔn)在未斷電前將工件退出感應(yīng)器。
5. 及時正確地將加熱部位冷卻,以保證要求的淬硬層和硬度。
6. 操作時,如發(fā)現(xiàn)電源電壓下降到360V以下時,應(yīng)停止操作。如發(fā)現(xiàn)打火或出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時應(yīng)及時關(guān)閉設(shè)備及總電閘。
7. 淬火完畢,應(yīng)在切斷燈絲電壓30~60min 后再關(guān)閉冷卻水。