高频淬火设备快速加热的原理是什么
好像现在随便在车间抓一个人,十个里面有九个都知道高频淬火设备,但是真正知道高频设备加热原理的,我相信在这十个人里面有2、3就不错了。今天就来给大家讲讲这个高频设备快速加热的基本原理包括:快速加热的物理原理和快速加热时的金属学原理两部分。
感应加热是金属快速加热的方法之一。它能够使用很高的能流密度,使工件迅速加热到热处理或者透热锻造温度。这种加热方法具有很高的热能利用率,在工业身缠中得到比较广泛地应用。
高频感应加热设备的基本电路由交流电源G、电容器C、感应线圈L和被加热的钢材M等部分组成。可以认为,它是一个由电感和电容组成的振荡电路,加热钢材所消耗的能量由交流电源进行补偿。
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。
感应加热表面淬火常见的缺陷分析以预防方法
1.硬度不足和软点、软带
汇流条之间的距离太大, 调整汇流条之间的距离为1-3mm。
淬火介质中有杂质或乳化剂老化 更换淬火介质。
冷却水压力太低或者冷却不及时,增加水压,加热冷却水流量,加热后及时喷水冷却。 i.零件在感应器中位置偏心或零件弯曲严重 调整两件或感应器的相对位置,是个边间隙相等;若是零件弯曲严重 调整零件或感应器的相对位置,使各边间隙相等;若是零件弯曲严重,淬火前应进行矫直处理。
②淬硬层深度不足
a.频率过高导致涡流透热深度过浅 太正电参数,降低感应加热频率。
b.连续淬火加热时零件与感应器之间的相对运动速度过快 可采用预热-加热淬火。
c.加热时间过短 可以返淬,单反淬钱应进行感应加热退火。
③淬硬层剥落 产生的原因是表面淬硬层硬度梯度过大,或是硬化层太浅,表面马氏体祖师倒是体积膨胀等。应对措施是正确调整电参数,采用预热-加热淬火,加深过度层深度。
④淬火开裂
a.钢中碳和锰的含量不应超过上限,可在试淬时调整工艺与参数,也可调整淬火介质。
b.钢中夹杂物多,成网状或成分有偏西或含有害元素多 检查飞剑术夹杂物含量或分布状况,毛坯需进行反复锻造。
c.倾角处或键槽等尖角处加热时出现瞬间高温而淬裂中尖角倒圆,淬火前用石棉绳或金属棒料堵塞沟槽,空洞。
e.淬火介质选择不当 改用冷却能力低的淬火剂。用油,聚乙烯醇水溶液或其他乳化剂作为合金钢淬火剂。
f.回火不及时或回火不足 淬火后应及时回火,淬火和回火之间的停留时间,对于碳钢和铸铁件补一个超过4h,合金钢不应超过0.5h。回火不足时,花键轴淬火设备优点,适延长回火时间。
g.材料淬透性偏高 可以选用冷却速度慢的淬火介质。
h.返修件未经退火或回火 返修件必须经过回火或正火后,才能再次感应加热淬火。
i.零件结构设计不合理或是技术要求不当 加以设计部门修改不合理的接受设计,提出切实可行的工艺要求。
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