北辰億科汽車制動凸輪軸高頻淬火首選企業(yè) |
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? ? 汽車制動凸輪軸的高頻淬火
? ? 關(guān)鍵詞:凸輪軸 表面淬火 感應(yīng)加熱 ? ? 1、淬火工藝要求概述 ? ? 實(shí)驗(yàn)所用制動凸輪軸材質(zhì)為45鋼,軸徑40mm,淬火技術(shù)要求為表面硬度52~63HRC,軸部淬硬層深度2~3.5mm,桃尖部淬硬層深度<10mm。 ? ? 汽車制動凸輪軸主要由桃心部、軸部及花鍵組成,其中桃心部和花鍵為仿形淬火,對淬火工藝有特殊要求。 ? ? 2、淬火感應(yīng)加熱電源及機(jī)床選型 ? ? 對于感應(yīng)加熱電源的選型而言,主要需確定兩個參數(shù):加熱頻率與功率。 ? ? 淬硬層深度主要受加熱頻率、功率密度及冷卻速度影響,其中加熱頻率是影響層深的主要因素。根據(jù)凸輪軸層深要求,通過公式計算,加熱頻率可選擇15~25KHZ。加熱頻率高時,透入深度淺,能量更集中,加熱效率也高,故在滿足層深要求時,頻率盡可能選擇較高的頻率,所以加熱頻率選擇25KHZ。 ? ? 設(shè)備功率大小可依據(jù)工件尺寸和功率密度大小計算得出。 經(jīng)計算應(yīng)選用80KW中頻加熱電源,加熱頻率25KHZ。試驗(yàn)所用加熱設(shè)備為北辰億科中頻感應(yīng)加熱電源Doubhe80/100,加熱效果穩(wěn)定,試驗(yàn)結(jié)果良好。 ? ? 淬火機(jī)床選用軸類立式淬火機(jī)床,行程600mm。 ? ? 3、感應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計 ? ? 軸部采用單圈圓環(huán)感應(yīng)器,帶輔助噴水圈;桃心部采用仿形單圈感應(yīng)器,帶輔助噴水器,如圖2所示。淬火方式均采用連續(xù)加熱掃描式淬火法,軸部和桃心部分開淬火,軸部淬火時凸輪軸上下移動并同時旋轉(zhuǎn),可使加熱和冷卻更加均勻。 ? ? 桃心部淬火需注意桃尖部加熱,尖角部分加熱時容易過熱,為避免桃尖部過燒或桃尖部表面脫碳嚴(yán)重,故制作感應(yīng)器時應(yīng)增大桃尖部的耦合距離;其次桃心部的凹面處不易被加熱,需在感應(yīng)器凹面處加硅鋼片,避免凹面處溫度過低,導(dǎo)致硬度和層深不足。 ? ? 4、感應(yīng)加熱淬火工藝 ? ? 凸輪軸淬火冷卻方式為噴射式冷卻法,通過輔助噴水圈使工件被加熱部分冷卻,完成馬氏體組織的轉(zhuǎn)變。往往淬完火的工件內(nèi)部存在較大內(nèi)應(yīng)力,不利于工件的使用性能,淬火后需要對工件進(jìn)行回火處理,以達(dá)到消除內(nèi)部應(yīng)力的目的;除此之外還有另外一種回火方式,在冷卻工件時,冷卻結(jié)束后讓工件仍留有一定余溫,溫度控制在200-300℃,使工件利用自身的余溫進(jìn)行自回火來消除應(yīng)力。冷卻后的溫度可通過改變淬火介質(zhì)流速或冷卻介質(zhì)濃度進(jìn)行調(diào)整。淬火介質(zhì)選用PAG基水溶液,sencro- p75淬火介質(zhì),濃度11%,使用溫度10-50℃,PH值9-11,冷卻能力隨濃度的增加而下降。 ? ? 5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 ? ? 淬火后表面硬度分布均勻,基圓淬硬層深度滿足工藝要求,桃尖部淬硬層深度滿足工藝要求。 ? ? 軸部淬硬層深度分布十分均勻; ? ? 通過感應(yīng)加熱淬火可以很好的實(shí)現(xiàn)凸輪軸的表面熱處理,感應(yīng)加熱淬火相比于其他表面熱處理方式,如:表面滲碳、表面滲氮、碳氮共滲等,更加的環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì),且適合連續(xù)性大批量生產(chǎn)。 ? ? 在11項(xiàng)單項(xiàng)熱處理工藝中,高(中)頻感應(yīng)淬火的能量消耗最低,在熱處理的成本中能耗費(fèi)用要占60%-80%。 ? ? 6、總結(jié) ? ? 感應(yīng)熱處理發(fā)明至今已近百年,隨著工業(yè)技術(shù)的不斷革新,相比于傳統(tǒng)熱處理工藝,日益成熟的感應(yīng)熱處理工藝不斷展現(xiàn)出自己的優(yōu)勢,為現(xiàn)代工業(yè)服務(wù)。
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