螺钉旋具头改进使用高频淬火机热处理

目前45钢螺钉旋具头的淬火大多采用盐浴炉来加热，其缺点式加热效率低，仅预热就达2小时之久，劳动强度大，齿轮表面淬火设备技术参数，有的单位用高频感应淬火，但由于工件需采用逐个手动加热，生产效率也不高，通过对高频设备的改装和调试，感应加热在螺钉旋具自动淬火线上成功应用。

某厂对60KW高频淬火机感应器进行了改造，由原来圆形改成了扁形，这样螺钉旋具依靠传送带一排排的通过感应器进行加热门大道预定温度后再经感应器尾部的喷水装置来完成螺钉旋具头的淬火。

感应器由圆形改成扁形，减少了感应器内磁力线密度。螺钉旋具要顺利通过感应器，间隙不能太小。若为'一“字头，则间隙更应该大写，所以高频加热设备的负载很小，在调试过程中遇到很大的麻烦。淬火设备工作基本正常，但功率输出还不大，加热速度很慢，针对这些问题，在感应器加上了导磁体。利用导磁体的磁异特性和驱流作用，改变了高频电流环状效应的影响，是高频磁场集中在导磁体开口处，缩小了感应器与工件加热表面的有效间隙，集中了磁力线，加热条件得到改善，提高了加热效率。

通过上述对螺钉旋具淬火工艺的改造，提高了生产效率，改善了劳动条件，减低了劳动强度，与原盐浴炉相比有一下几个特点：

1.盐浴炉功率为45KW，高频加热设备的功率为60KW（实际使用40KW）。

2.高频加热设备不需要预热，每小时4000件。

3.操作工人数量减少三个人。

齿轮淬火变形的分析和对策

7T火车后桥锥齿轮是汽车传递动力和改变速度的重要零件，工件材料为22CrMOH钢。生产中发现，齿轮热处理后部分工件出现贯穿性裂纹，另外一些齿轮发现起边超差缺陷，造成不少齿轮失效报废。

锥齿轮要求渗碳层深度为1.7-2.1mm，碳化物为1-5级，马氏体和残留奥氏体为1-5级，表面硬度为60-64HRC，芯部硬度为35-40HRC。检验发现齿轮花键根部应力集中部位是裂纹源处，裂纹沿轴向扩展贯穿轴颈本体，部分主动齿轮裂纹严重贯穿齿根与齿顶处，开裂特征明显。金相组织检验发现，主动齿轮带状组织中铁素体带处是裂纹，裂纹扩展并与带状组织平行。部分裂纹呈锯齿状形貌，同事出现严重的次生裂纹，部分裂纹呈碎裂状形貌。

分析认为，从动齿轮畸变超差失效是因工件组织均匀性差，带状组织严重引起的，工件在热处理中各个部位膨胀系数以及相变比体积变化差异大，引起较大的组织应力，造成工件畸变过大超差而失效。主动齿轮出现轴向裂纹系因带状组织严重超差造成的。由于带状组织严重，相邻部位显微组织不同，差异很大，在外力作用下，性能薄弱处和强弱带间适应力集中处，该处力学性能低而各向异性明显，并且处于高应力作用，其横向强度比纵向断裂强度明显低下，在热处理中产生的组织应力和热应力作用下，主动齿轮在应力集中薄弱区域萌生裂纹并扩展快裂。

根据以上分析，提出工艺改进措施如下：

（1）生产中从首工序严吧材料检验质量关口，要求带状组织≤3级，其他各项技术参数，性能指标合格，不允许不合格材料混入生产流程。

（2）齿轮锻件毛坯件应进行金相检验，带状组织≤3级的合格坯件可进入加工程序，防止不合格锻件进入再加工工序。

（3）建议钢厂个锻造厂采用新技术工艺，提高钢材和锻件毛坯组织性能质量，为减少和消除齿轮组织缺陷和畸变裂纹缺陷失效奠定基础。

中频淬火工艺运行情况是什么

1)上料:用行车将钢轨吊至移动台车上，手动调整钢轨在移动台车上的位置，保证钢轨与移动台车在行进方向平行.钢轨吊装数量可为1~2根.

2)开机:启动冷却塔电动机，使冷却塔对中频电源柜、电容器、淬火变压器、感应器线圈及汇流铜排等部分进行水冷却.

3)开启中频电源柜，调整电源功率.

4)开启消谐补偿柜，使消谐补偿柜处于工作状态.

5)启动移动台车电动机，通过PLC变频器变频调整台车行进速度.

6)门架上固定气缸上升，带动加热装置上升到高工作位置.

7)固定架两侧电动机移动，调整加热装置左右方向移动，落下淬火感应器，确保淬火感应器刚好压在钢轨上.

8)输入钢轨工艺参数和电参数:电网电压波动±10%，频率波动50Hz±10%，中频电压600~800V，频率900~1100Hz ， 功率:180~200 kW，水压0.2MPa.钢轨轨头加热到900~980℃后适量喷雾冷却，余温控制在420~600℃.

9)开车移动工件完成整个淬火过程.

10)卸料.

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