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無錫市東豐金屬熱處理有限公司成立于2000年，無錫熱處理、東豐熱處理是專業(yè)進(jìn)行熱處理加工服務(wù)的企業(yè)。...>>詳細(xì)介紹
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金屬處理關(guān)于軸類件感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)的研究
1、感應(yīng)加熱技術(shù)應(yīng)用于中小徑軸桿件的調(diào)質(zhì)從技術(shù)上是可以實現(xiàn)的，而且已在國外廣泛應(yīng)用，國內(nèi)的東北特鋼大連基地已有一條感應(yīng)調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線。
2、感應(yīng)調(diào)質(zhì)后零件的力學(xué)性能并不亞于甚至優(yōu)于電阻爐的調(diào)質(zhì)，硬度的均勻性也更好。根據(jù)現(xiàn)場觀察，感應(yīng)調(diào)質(zhì)后零件的變形量也遠(yuǎn)小于電阻爐調(diào)質(zhì)。
3、結(jié)合實際生產(chǎn)及試驗數(shù)據(jù)，感應(yīng)調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線適用于直徑≦120mm的軸類零件，更具經(jīng)濟(jì)合理性。
雖然經(jīng)過技術(shù)人員不斷的努力改進(jìn)，變形的現(xiàn)象在2013年下半年有較大改觀，然而由于受條件限制，在淬火冷卻環(huán)節(jié)發(fā)生的不可避免的組織轉(zhuǎn)變不均性疊加一起，勢必造成變形的不可控性，呈無規(guī)律分布，難以徹底根除。與此同時，由于臺車爐密封性能差，工作在臺車爐中加熱和保溫時間長，氧化脫碳的情況較為嚴(yán)重。
為減少氧化脫碳，常用的方法是在加熱過程中使用保護(hù)N2等氣氛。但在每月24h*30d的不間斷生產(chǎn)情況下，加N2保護(hù)氣氛會導(dǎo)致成本非常高昂以及實際換氣操作的復(fù)雜。再加上臺車爐需要不斷進(jìn)出爐，導(dǎo)致每次進(jìn)出爐均需要重新加保護(hù)氣氛，既影響生產(chǎn)效率，又消耗大量的N2.
因此我們尋求一種能解決變形和氧化這兩大難題的調(diào)質(zhì)處理方法，關(guān)注這個行業(yè)的新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)國外有資料介紹應(yīng)用感應(yīng)加熱技術(shù)成功進(jìn)行實心棒料調(diào)質(zhì)處理的案例，目前大直徑能處理到160mm，而國內(nèi)相關(guān)報道較少。
感應(yīng)熱處理是利用電磁感應(yīng)的方法使得被加熱工件內(nèi)部產(chǎn)生渦流，依靠這些渦流的能量達(dá)到加熱目的，在進(jìn)行保溫、冷卻的熱處理方法。一直以來在表面處理領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
感應(yīng)加熱的主要依據(jù)是：電磁感應(yīng)、趨膚效應(yīng)和熱傳導(dǎo)三項基本原理。感應(yīng)加熱時，工件中電流強(qiáng)度自表面向心部呈指數(shù)規(guī)律衰減，這也是為什么感應(yīng)淬火時工件表面瞬間能到達(dá)高溫，而心部仍然處于低溫狀態(tài)的原因。頻率越高，此現(xiàn)象越明顯。當(dāng)加熱層深度為熱態(tài)電流透入深度的40%到50%時，加熱的總效率高。零件在熱態(tài)的透熱深度與頻率的簡化關(guān)系為：&800 = 500/√f
若想實現(xiàn)感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)，那么透熱深度需達(dá)到軸類件的全截面，即零件全透熱，從以上公式明顯可看出設(shè)備頻率須保持較低水平。加熱設(shè)備無法達(dá)到低頻率，也可通過反復(fù)感應(yīng)加熱來將表面的渦流能量不斷向內(nèi)部滲透并結(jié)合熱傳導(dǎo)原理不斷使內(nèi)部到達(dá)高溫，但這種方式顯然會造成較長加熱時間以及氧化現(xiàn)象。
因此，設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選擇中頻機(jī)或工(低)頻機(jī)，只有這樣，工件到達(dá)奧氏體化溫度的時間才會比臺車爐加熱短很多，減少氧化脫碳，可以節(jié)省毛坯加工余量，精簡現(xiàn)有的加工方式。
鑒于設(shè)備實際頻率不可能無限小，當(dāng)f = 100Hz時，&=50mm。目前國際上已經(jīng)應(yīng)用直徑200——300mm的大型軸類件的感應(yīng)加熱，但直徑增大，對設(shè)備的功率、能耗等均提出了很高的要求。倘若選擇合適的頻率，配備不同電源，感應(yīng)圈制成多組線圈式，分段進(jìn)行加熱，工件呈流水線生產(chǎn)，在加熱段后面噴上環(huán)形噴液圈，使得工件可以對稱冷卻，盡可能使得工件在徑向同步冷卻。冷卻后再配備多組回火感應(yīng)器，直接進(jìn)行感應(yīng)加熱回火。圖5是國外一家公司感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線的示意。
調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線的組成，從左到右的布局為：①上料工位。②感應(yīng)加熱，奧氏體化。③噴淋工位。④感應(yīng)加熱回火和保溫區(qū)域。⑤冷卻卸料臺。這是一條在國際上也比較先進(jìn)的生產(chǎn)線，據(jù)獲悉在美國、韓國等也已經(jīng)投入生產(chǎn)使用。