熱處理是機械制造中熱加工工藝的一種。它對保證機械產品的質量,延長使用壽命,有著重大的作用。鋼的熱處理就是利用鋼在加熱、保溫和冷卻作用下,其內部發生組織狀態(晶體結構、組織形態)、物理狀態(比容、殘余內應力等)和化學成分分布的變化,而使工件具有預期的工藝性能、機械性能、物理性能和化學性能,以達到便于冷熱加工,提高使用壽命,充分發揮材料潛力的目的。鋼的熱處理基本工藝包括退火、正火、淬火、回火和化學熱處理等。
一、?感應加熱原理及分類??重慶中頻加熱是感應表面加熱的一種。感應表面加熱是利用導體(零件)在高頻磁場作用下產生的感應電流(渦流損耗)以及導體內磁場的作用(磁滯損耗)引起導體自身發熱而進行加熱的。?根據設備的頻率不同分為:?
①重慶高頻加熱,頻率為100~500千赫。淬硬層深度為0.3~3㎜,加工工件最小直徑為Φ28㎜;?
②重慶中頻加熱,一般采用8000赫茲和2500赫茲二種,淬硬層深度:8000赫茲?1.3-5.5㎜,加工工件最小直徑為Φ16㎜;2500赫茲?2.4-10㎜,加工工件最小直徑為Φ28㎜;?
③重慶工頻加熱,頻率為50赫茲,淬硬層深度為17-70㎜,加工工件最小直徑為Φ200㎜。目前,我車間使用的設備是中頻立式淬火機床,頻率為8000赫茲。而多年不用的高頻淬火機床在車間搬、拆遷過程中已經拆除了。????
二、?感應加熱表面淬火工藝及選擇??感應加熱工藝參數包括著熱處理參數和電參數。熱處理參數包括加熱溫度、加熱時間、加熱速度以及淬火層深度。電參數包括設備的頻率、零件單位面積功率等。??
感應加熱淬火工藝中幾個主要問題:??
1、?確定零件的技術要求表面淬火零件的技術要求包括:表面硬度、淬火層深度及淬硬區分布、淬火層組織等。??
⑴.?表面硬度:感應淬火后零件的表面硬度要求與材料的化學成分和使用的條件有關。??
⑵.???淬火層深度:淬火層深度主要是根據零件的機械性能確定的。??
⑶.???淬硬區分布:按零件的幾何形狀與工作條件的不同,各種表面淬火零件的硬化區部分和尺寸有不同的要求。???
⑷.??金相組織:按零件的材料及工作條件,規定各格的等級范圍。按評級標準進行金相評級。????
2、?加熱溫度的選擇??感應加熱速度快,與一般加熱相比,必須選用較高的加熱速度,適宜的加熱溫度是與鋼材的化學成分、原始組織狀態及加熱速度等因素有關。我車間由于設備的限制,只能采取目測加熱溫度的方法。????
3、設備頻率的選擇?:
頻率的選擇主要是根據淬火層深度和零件的尺寸大小來確定。當設備給定或選定以后,設備的頻率就是一個不可調的參數。我車間的設備只有立式淬火機床一臺,故工藝選擇中不再考慮設備頻率。
4、?感應加熱方法及工藝操作?感應加熱方法基本分為兩種:??
⑴.?同時加熱法,這種加熱法是被加熱的表面同時共熱升溫,零件需要加熱的整個部分都被感應器包圍著。在大批量生產時,為充分發揮設備潛力,提高生產效率,只要設備輸出功率足夠的條件下,盡可能采用同時加熱。???
⑵.?連續加熱法,零件表面的加熱和冷卻時連續不斷進行的。連續加熱生產率較低,但加熱面積減小,設備的功率可以降低,因而擴大了設備的應用范圍。???
5、?感應加熱后的冷卻方式??冷卻方法有噴射冷卻、浸液冷卻、埋油淬火等。??
⑴.?噴射冷卻,是常用的方法。我車間采用的是將冷卻液通過感應器上的許多小孔,噴射到加熱面上,進行冷卻。???
⑵.?浸液冷卻,主要是用于同時加熱。零件表面同時加熱完畢后,立即將淬火部分浸入淬火槽中,進行冷卻。如3B151-2-381錘頭,要求Φ60×110處表淬。加熱后直接進入水中冷卻。???
⑶.?埋油淬火,當采用連續加熱法時,為避免噴油時產生油煙,可將感應器降至油面以下,進行油面以下的連續加熱和冷卻。我車間就有我廠自行制造的埋油淬火機床。?????
6、?感應淬火后的回火??感應加熱淬火后,應力分布不均,組織不穩定。為了降低拉應力,穩定組織,達到所要求的機械性能,有必要進行回火?;鼗鸱椒ㄓ校籂t內回火,自回火和感應加熱回火。