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大型托輪軸感應淬火的工藝分析

大型托輪軸的材料為40Cr鋼，重量約900-1200kg,兩端表面淬火硬度為HRC通40~45，淬硬層深度＞0.4mm.在通常情況下，高頻感應加熱表面淬火時，一次可以加熱的零件表面，是由高頻變壓器、感應器的效率、設備的輸出功率及零件加熱所需的單位功率決定。軸類零件的外表面加熱淬火，當加熱設備一定時，所能加熱的直徑與感應器有效圈的高度有關。軸外表面連續加熱時，在瞬時加熱面積一定的情況下，加熱帶的寬度和所能加熱的軸的直徑成反比，加熱帶的寬度是由感應有效圈的高度決定的。由于托輪軸重量和尺寸較大，超過了一般淬火機床的適應范圍，為此，將托輪軸的一端用臥式淬火機床的卡盤卡緊，中部置于新制作的托車的支承輪上，為了避免劃傷軸的表面，支承輪用黃銅制作。淬火時，支承輪可以隨工件轉動。加熱小齒輪時，為防止將已淬硬的齒面加熱，可采用三角形截面感應器，或用銅板屏蔽的方法。托車可以固定于支架的軌道上滾動，當托輪軸放于托車的支承輪上時，支承輪受很大的重力，因此，軸與支承輪之間也會產生較大的摩擦力。

托輪軸的感應加熱表面淬火表明，適當減小通常沿用的淬火感應圈有效圈的高度，可以增大軸類淬火的直徑，再對淬火機床稍作改裝，就可以在一定范圍內解決大型軸類的表面淬火問題了。

汽車半軸坯料中頻感應加熱質量的控制

為便于實現機械化和自動化，提高生產效率，中頻感應加熱金屬在國內一些企業也逐漸得到廣泛運用。

感應加熱的基本原理是當施感導體（感應器）中通入交變電流以后，在它的周圍產生一個交變的磁場，把金屬毛坯置于交變的磁場內，在其內部便產生一個交變電勢，在電動勢作用下金屬內部產生交變渦流。由于金屬毛坯電阻上的渦流發熱和磁性轉變點以下的磁滯損失發熱，把金屬毛坯加熱到所需要的溫度。由趨負效應可知，電流僅在被加熱的金屬表面層流過，表面層中的金屬主要靠電流流過而加熱，內層（中心金屬）則靠外層熱量向內層傳導而加熱。一般來說，當毛坯表面加熱到鍛造溫度時，表面和中心溫度差不得超過100℃。對于大直徑的毛坯，為了縮短內層金屬的加熱時間、提高加熱速度，建議選用較低的電流頻率以增大電流透入深度，否則選用的頻率太高，電流透入深度將減少，不但延長了熱量由外層向內層的傳遞時間，增加了熱量損失，熱效率低，甚至會造成表面過熱。1)齒輪全齒加熱淬火時，應在淬火機床上進行，齒輪與定位心軸的間隙應≤0。小直徑毛坯感應加熱時，由于截面尺寸小，可以采用較高頻率，以提高電效率。

中頻感應加熱設備是目前主流的電磁感應加熱技術，有很多優點：升溫快，氧化和脫碳少，勞動條件好，便于實現機械化和自動化。

汽車半軸局部感應加熱感應器的類型

等直徑變匝距感應器 當變截面圓柱體毛坯加熱時,例如帶臺階的變徑毛坯,在同一加熱時間內,必須保證在各個區段上析出不同的能量,能量也就是單位長度上的功率與直徑區段相對應。這一點靠各區段上磁場強度的相應分布便可做到,為此感應器應做成變匝距的。直徑的區段上的匝距而磁場強度。目前可滿足設計上80%齒寬高符合工藝要求，這一點也是未來需要改進和克服的地方。為此要確定各個區段上的單位功率, 平均單位功率和平均單位匝數,感應器的分段長度。

以上這種變截面圓柱體毛坯加熱,感應器設計為變匝距,優點是感應器可做成等直徑,不必仿型。

缺點是感應器設計制作較復雜,對于相對較細的直徑來說感應加熱的效率偏低。而且設備調試也較復雜。

因此目前在半軸二火補溫加熱時更多得采用仿型感應器。感應器設計為等匝距。

等匝距仿型感應器 仿型感應器加熱的基本原理是根據感應加熱的電效率與感應器線圈內徑與坯料外徑之比有一定的函數關系來考慮的。

1.仿型的矩形感應器形式

矩形感應器又可稱為橢圓截面感應器,與這種仿型的矩形感應器配套的機械裝置常見的推料方式有3種情況:利用氣缸或液壓缸移動坯料;鏈式或板式輸送帶移動坯料;自動旋轉裝置移動坯料。

仿型的矩形感應器存在以下問題:由于坯料形狀的特殊性,向感應器進料和出料時,坯料在感應器內移動困難等問題。雖然感應器制作工藝較簡單,但機械動作較復雜,這種方式較少采用。

2.仿型的U型感應器形式

仿型的U型感應器是坯料端部感應加熱又一種常用的加熱方法。仿型的U型感應器常見的坯料移動方式,也有3種形式:利用氣缸推動坯料;利用鏈(板)式移動坯料;自動旋轉裝置移動坯料。

這種仿形的U型感應器的機械動作雖然比較矩形感應器簡單一些,但感應器的制作太復雜,人們也較少采用,另外,U型感應器的效率也相對。