表面淬火設(shè)備

1、外表淬火設(shè)備外表淬火設(shè)備 SSSS4.2高頻感應(yīng)淬火設(shè)備高頻感應(yīng)淬火設(shè)備數(shù)字數(shù)字CRH數(shù)字數(shù)字4.3 中頻感應(yīng)淬火設(shè)備中頻感應(yīng)淬火設(shè)備加熱裝置的電流頻率一般在加熱裝置的電流頻率一般在100010008000Hz8000Hz適用于加熱深度大于適用于加熱深度大于3mm,3mm,直徑為直徑為2020500mm500mm工件的感應(yīng)加熱工件的感應(yīng)加熱多用于鋼鐵零件的外表淬火，也可用于回火、正火及熔煉金屬等。多用于鋼鐵零件的外表淬火，也可用于回火、正火及熔煉金屬等。在汽車、拖拉機等制造業(yè)中，曲軸和凸輪軸等零件的外表淬火多采在汽車、拖拉機等制造業(yè)中，曲軸和凸輪軸等零件的外表淬火多采用中頻感應(yīng)加熱裝置。用中頻

2、感應(yīng)加熱裝置。中頻感應(yīng)加熱裝置的頻率有中頻感應(yīng)加熱裝置的頻率有1000Hz1000Hz、2500Hz2500Hz、4000Hz4000Hz、8000Hz8000Hz等，等，其中其中2500Hz2500Hz和和8000Hz8000Hz兩種應(yīng)用最多，功率從數(shù)十千瓦至數(shù)百千瓦。兩種應(yīng)用最多，功率從數(shù)十千瓦至數(shù)百千瓦。一、晶閘管中頻感應(yīng)加熱裝置 應(yīng)用于感應(yīng)加熱的晶閘管中頻電源裝置是一種將三相工頻電源轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗嘀蓄l電源的晶閘管靜止式變頻器。晶閘管中頻電源裝置優(yōu)點：1)產(chǎn)品設(shè)計簡單，制造方便，不需大量的加工設(shè)備，生產(chǎn)周期較短。2)體積小、重量輕，節(jié)省硅鋼片、銅材和鋼材。3)電效率高，感應(yīng)加熱用的晶閘管中頻

3、電源裝置效率一般在90%以上。4)由于晶閘管中頻電源沒有旋轉(zhuǎn)局部，故運行可靠，維護簡單，運行中噪聲和振動較小。 5)晶閘管中頻電源裝置在運行中，能根據(jù)負載變化自動調(diào)整頻率，系統(tǒng)的輸出功率一直保持在額定值無需頻繁切換補償電容器(機械式中頻裝置需根據(jù)工件大小、感應(yīng)器上下，先確定變壓器匝比，再調(diào)節(jié)補償電容器以提高設(shè)備的電效率)，使設(shè)備在工作過程中功率因數(shù)根本上保持不變。系統(tǒng)的輸出功率一直保持在額定值上，從而能在較短時間內(nèi)完成對工件的感應(yīng)加熱。易于實現(xiàn)自動控制，適用于加熱過程自動化。 6)安裝簡單，不需特殊的根底，運輸移動方便。 晶閘管中頻電源缺點：主要是由于受晶閘管元件過電流和過電壓晶閘管中頻電源缺

4、點：主要是由于受晶閘管元件過電流和過電壓能力的限制，晶閘管中頻電源的過載能力較差，因此整個設(shè)備的保能力的限制，晶閘管中頻電源的過載能力較差，因此整個設(shè)備的保護系統(tǒng)較復(fù)雜。護系統(tǒng)較復(fù)雜。二、晶閘管中頻加熱裝置的規(guī)格及選用四感應(yīng)熱處理輔助設(shè)備 感應(yīng)熱處理的優(yōu)點：機械化、自動化程度較高，產(chǎn)品熱處理質(zhì)量感應(yīng)熱處理的優(yōu)點：機械化、自動化程度較高，產(chǎn)品熱處理質(zhì)量的均勻性和一致性好，同時減輕體力勞動并改善勞動條件。的均勻性和一致性好，同時減輕體力勞動并改善勞動條件。感應(yīng)加熱用熱處理設(shè)備主要指淬火機床、感應(yīng)器以及各種專用的感感應(yīng)加熱用熱處理設(shè)備主要指淬火機床、感應(yīng)器以及各種專用的感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)、退火、淬火生產(chǎn)流

5、水線等。應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)、退火、淬火生產(chǎn)流水線等。1淬火機床 淬火機床由機架、升降部件、零件裝卡及轉(zhuǎn)動部件、傳動機構(gòu)組淬火機床由機架、升降部件、零件裝卡及轉(zhuǎn)動部件、傳動機構(gòu)組成，由于移動和轉(zhuǎn)動需要變速，一般采用直流無級變速，易實現(xiàn)自成，由于移動和轉(zhuǎn)動需要變速，一般采用直流無級變速，易實現(xiàn)自動控制。動控制。2感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造感應(yīng)器是通過感應(yīng)作用將高、中頻電能輸送到工件外表上的一種器具,能直接影響到感應(yīng)加熱的質(zhì)量和效率感應(yīng)器的正確設(shè)計、制造和選用是獲得良好淬火質(zhì)量的關(guān)鍵因素。一、感應(yīng)器的根本結(jié)構(gòu)及使用要求一、感應(yīng)器的根本結(jié)構(gòu)及使用要求每一結(jié)構(gòu)的作用：每一結(jié)構(gòu)的作用：感應(yīng)圈：是感應(yīng)器的主要局部，通過

6、感應(yīng)圈產(chǎn)生的交變磁感應(yīng)圈：是感應(yīng)器的主要局部，通過感應(yīng)圈產(chǎn)生的交變磁場使工件加熱。場使工件加熱。匯流板：連接了感應(yīng)圈和連接板，將電流輸入感應(yīng)圈。匯流板：連接了感應(yīng)圈和連接板，將電流輸入感應(yīng)圈。連接板：用于連接匯流板和淬火變壓器的輸出端接頭。連接板：用于連接匯流板和淬火變壓器的輸出端接頭。冷卻水管：管內(nèi)通水用來冷卻感應(yīng)器并提供工件淬火用冷冷卻水管：管內(nèi)通水用來冷卻感應(yīng)器并提供工件淬火用冷卻用水。卻用水。 1)感應(yīng)圈應(yīng)與工件外表加熱區(qū)的形狀和尺寸相適應(yīng)使工件能夠迅速獲得所需要的加熱區(qū)和加熱層，加熱時溫度的分布要均勻。感應(yīng)圈與工件的間隙選擇要適當，使感應(yīng)器既有高的電效率，又不至于引起空氣擊穿短路而燒

7、壞感應(yīng)器和工件。 2)2)感應(yīng)器的電效率應(yīng)盡可能高感應(yīng)器的電效率應(yīng)盡可能高盡量減少感應(yīng)器本身的電能損耗。要注意保持感應(yīng)器兩匯流板的間盡量減少感應(yīng)器本身的電能損耗。要注意保持感應(yīng)器兩匯流板的間隙不能太大隙不能太大( (一般為一般為1.53mm)1.53mm)。3 3冷卻應(yīng)該良好。冷卻應(yīng)該良好。一定要使感應(yīng)器內(nèi)冷卻水暢通，以免感應(yīng)器溫度過高而損一定要使感應(yīng)器內(nèi)冷卻水暢通，以免感應(yīng)器溫度過高而損壞。應(yīng)制造簡單，具有一定的強度和使用壽命。使用感應(yīng)壞。應(yīng)制造簡單，具有一定的強度和使用壽命。使用感應(yīng)器時必須輕拿輕放，不得隨意敲打，以防止感應(yīng)器變形，器時必須輕拿輕放，不得隨意敲打，以防止感應(yīng)器變形，影響使用

8、。用畢要清理，揩平，擺放整齊。影響使用。用畢要清理，揩平，擺放整齊。4 4感應(yīng)器應(yīng)制造簡單，具有一定的強度和壽命。感應(yīng)器應(yīng)制造簡單，具有一定的強度和壽命。 5) 5) 注意導(dǎo)磁體的冷卻，防止急冷急熱，以免使導(dǎo)磁體脆注意導(dǎo)磁體的冷卻，防止急冷急熱，以免使導(dǎo)磁體脆斷或因溫度過高而失去作用。斷或因溫度過高而失去作用。二、感應(yīng)器的分類及結(jié)構(gòu)1 1 分類分類1 1加熱方法加熱方法同時加熱感應(yīng)器和連續(xù)加熱感應(yīng)器同時加熱感應(yīng)器和連續(xù)加熱感應(yīng)器2 2零件加熱部位形狀零件加熱部位形狀外外表加熱感應(yīng)器外外表加熱感應(yīng)器內(nèi)外表加熱感應(yīng)器內(nèi)外表加熱感應(yīng)器平面加熱感應(yīng)器平面加熱感應(yīng)器特殊形狀加熱感應(yīng)器特殊形狀加熱感應(yīng)器3

9、 3電源頻率電源頻率高頻高頻中頻中頻2 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1 1. .制造感應(yīng)器用純銅厚度制造感應(yīng)器用純銅厚度 純銅厚度應(yīng)稍大于感應(yīng)電流冷態(tài)透入深度。純銅厚度應(yīng)稍大于感應(yīng)電流冷態(tài)透入深度。高頻電流較小，不需要很高的機械強度，可用薄壁純銅管繞制而成，高頻電流較小，不需要很高的機械強度，可用薄壁純銅管繞制而成，也可用薄銅片焊接而成。也可用薄銅片焊接而成。中頻電壓較低，電流大，線圈有足夠的強度抵抗電磁力的作用，要中頻電壓較低，電流大，線圈有足夠的強度抵抗電磁力的作用，要用厚的銅板和銅管制造。用厚的銅板和銅管制造。2 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2銅管成形步驟如下先將銅管退火軟化(加熱至650700，然后水冷)用錘子敲擊成長方形或

10、方形截面；?10mm銅管經(jīng)過三道模拉制后，可制成6mm9mm的方管；選用相應(yīng)胎具彎制成型3 3. .感應(yīng)器與工件之間的間隙感應(yīng)器與工件之間的間隙 盡量減少感應(yīng)器與工件之間的間隙，間隙越大、盡量減少感應(yīng)器與工件之間的間隙，間隙越大、漏磁損耗越大，感應(yīng)器效率越低。但間隙過小易使感應(yīng)器漏磁損耗越大，感應(yīng)器效率越低。但間隙過小易使感應(yīng)器和工件接觸而造成短路。其間隙數(shù)據(jù)見表和工件接觸而造成短路。其間隙數(shù)據(jù)見表4-84-8。4.感應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 感應(yīng)器結(jié)構(gòu)按通水情況及開孔情況分類見表4-9。，圖4-10是高頻感應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖，表4-10為高頻感應(yīng)器結(jié)構(gòu)說明。圖4-11、表4-11為中頻感應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖及說明。

11、表表4-11 高頻感應(yīng)器結(jié)構(gòu)高頻感應(yīng)器結(jié)構(gòu)表表4-11 中頻感應(yīng)器結(jié)構(gòu)中頻感應(yīng)器結(jié)構(gòu)三、感應(yīng)器根本尺寸確實定三、感應(yīng)器根本尺寸確實定1.1.感應(yīng)器與工件之間的間隙確定感應(yīng)器與工件之間的間隙確定 表表4-134-13為推薦采用的感應(yīng)器與零件外表之間間隙為推薦采用的感應(yīng)器與零件外表之間間隙的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。2.2.感應(yīng)器尺寸確實定感應(yīng)器尺寸確實定 (1)(1)感應(yīng)器直徑確實定加熱外圓外表時，感應(yīng)器的感應(yīng)器直徑確實定加熱外圓外表時，感應(yīng)器的內(nèi)徑可由下式計算：內(nèi)徑可由下式計算：加熱圓孔外表時，感應(yīng)器的外徑可由下加熱圓孔外表時，感應(yīng)器的外徑可由下式計算：式計算： (2)感應(yīng)器高度確實定感應(yīng)器的高度

12、與工件直徑、比功率、高頻設(shè)備的輸出功率有如下關(guān)系：軸的硬化層應(yīng)沿截面圓周均勻分布軸的硬化層應(yīng)沿截面圓周均勻分布軸端應(yīng)保存軸端應(yīng)保存2 28mm8mm的不淬硬區(qū)，以免產(chǎn)生軸端裂紋的不淬硬區(qū)，以免產(chǎn)生軸端裂紋在同一軸上假設(shè)有兩個淬硬區(qū)，那么相鄰淬硬區(qū)應(yīng)在同一軸上假設(shè)有兩個淬硬區(qū)，那么相鄰淬硬區(qū)應(yīng)保持足夠距離，這樣可防止產(chǎn)生交接裂紋。保持足夠距離，這樣可防止產(chǎn)生交接裂紋。相鄰淬硬區(qū)之間的最小距離，高頻為相鄰淬硬區(qū)之間的最小距離，高頻為10mm10mm，中頻為，中頻為202030mm30mm?；ㄦI軸淬火時，淬硬區(qū)應(yīng)超出花鍵全長的花鍵軸淬火時，淬硬區(qū)應(yīng)超出花鍵全長的101015mm15mm。齒輪感應(yīng)器高

13、度主要取決于齒寬齒輪感應(yīng)器高度主要取決于齒寬高頻電流尖角效應(yīng)明顯，易造成尖角過熱，應(yīng)使感應(yīng)器高高頻電流尖角效應(yīng)明顯，易造成尖角過熱，應(yīng)使感應(yīng)器高度略低于齒輪寬度。度略低于齒輪寬度。中頻加熱時，因尖角散熱速度較快，那么感應(yīng)器高度應(yīng)略中頻加熱時，因尖角散熱速度較快，那么感應(yīng)器高度應(yīng)略大于齒輪寬度大于齒輪寬度3.3.感應(yīng)器匝數(shù)的選擇感應(yīng)器匝數(shù)的選擇 大多數(shù)情況下均采用單匝大多數(shù)情況下均采用單匝當零件淬火區(qū)寬度較大或感應(yīng)器高度超過其直徑當零件淬火區(qū)寬度較大或感應(yīng)器高度超過其直徑3 3倍時，可倍時，可采用雙匝或多匝感應(yīng)器。采用雙匝或多匝感應(yīng)器。如采用多匝時，那么匝間距不超過零件與感應(yīng)器之間的間如采用多匝

14、時，那么匝間距不超過零件與感應(yīng)器之間的間隙，以提高效率，一般匝間距為隙，以提高效率，一般匝間距為36mm36mm。4.感應(yīng)器冷卻水路與噴水孔確實定感應(yīng)器多用純銅管制造，以便可以通水把由于損耗引起的感應(yīng)器多用純銅管制造，以便可以通水把由于損耗引起的熱量帶走。熱量帶走。采用同時加熱淬火時，感應(yīng)器上可不設(shè)噴水孔。采用同時加熱淬火時，感應(yīng)器上可不設(shè)噴水孔。對連續(xù)加熱淬火的感應(yīng)器，那么需在感應(yīng)導(dǎo)體的端部鉆噴對連續(xù)加熱淬火的感應(yīng)器，那么需在感應(yīng)導(dǎo)體的端部鉆噴水孔，孔的中心線與感應(yīng)器的夾角一般為水孔，孔的中心線與感應(yīng)器的夾角一般為4545。五火焰加熱外表淬火五火焰加熱外表淬火一、火焰淬火的根本原理和特點一、

15、火焰淬火的根本原理和特點 火焰加熱外表淬火是將高溫火焰噴向工件外表，使工件外表層迅速加熱到淬火溫度，然后快速冷卻的一種外表淬火方法。 火焰淬火最常用的是氧-乙炔、天然氣、煤氣或其他可燃氣體的混合氣體其中氧-乙炔燃燒溫度最高(可達3150)。一、火焰淬火的根本原理和特點一、火焰淬火的根本原理和特點氧氧- -乙炔火焰分為焰心、復(fù)原區(qū)和全燃區(qū)三局部乙炔火焰分為焰心、復(fù)原區(qū)和全燃區(qū)三局部復(fù)原區(qū)的溫度最高復(fù)原區(qū)的溫度最高( (一般距焰心頂端一般距焰心頂端24mm24mm處溫度最高處溫度最高) )，在操作時應(yīng)，在操作時應(yīng)盡量利用這個高溫區(qū)加熱工件。盡量利用這個高溫區(qū)加熱工件。(1)(1)復(fù)原焰乙炔比氧氣多

16、，火焰長復(fù)原焰乙炔比氧氣多，火焰長( (有微量冒煙，核心高長，整個火焰有微量冒煙，核心高長，整個火焰顯得沒有力顯得沒有力) )，略有滲碳作用，如圖，略有滲碳作用，如圖4 4-12a-12a所示。所示。(2)(2)氧化焰氧氣比乙炔多，核心較氧化焰氧氣比乙炔多，核心較淡和短，呈尖形，火焰形狀縮短，光淡和短，呈尖形，火焰形狀縮短，光度顯得白亮耀眼，整個火焰由淡紅色度顯得白亮耀眼，整個火焰由淡紅色變紫色，如圖變紫色，如圖4-12c4-12c所示，氧化焰最所示，氧化焰最高溫度可達高溫度可達23002300。二、火焰淬火的方法1.1.固定法固定法 根據(jù)噴嘴與零件相對運動情況，火焰淬火的方法根據(jù)噴嘴與零件相

17、對運動情況，火焰淬火的方法可以分為四種：可以分為四種： 固定法是淬火零件和噴嘴都不動，用火焰噴嘴直接加熱淬火局部。當零件加熱到淬火溫度后立即噴水冷卻，這種方法適用于淬硬面積不大的零件.2.2.旋轉(zhuǎn)法旋轉(zhuǎn)法: :用一個或幾個固定火焰噴嘴對旋轉(zhuǎn)用一個或幾個固定火焰噴嘴對旋轉(zhuǎn)(100200r/min)(100200r/min)工件外表進行工件外表進行加熱，使其外表加熱到淬火溫度，然后再進行冷卻，這種方法適用于小直加熱，使其外表加熱到淬火溫度，然后再進行冷卻，這種方法適用于小直徑的軸和模數(shù)小于徑的軸和模數(shù)小于5 5的齒輪。的齒輪。3.3.前進法前進法: :火焰噴嘴和冷卻裝置沿淬火零件外表作平行移動，一

18、邊加火焰噴嘴和冷卻裝置沿淬火零件外表作平行移動，一邊加熱，一邊冷卻，淬火零件可緩慢移動和不動。這種方法可以使很長熱，一邊冷卻，淬火零件可緩慢移動和不動。這種方法可以使很長的工件進行外表淬火的工件進行外表淬火( (如長軸、機床床身、導(dǎo)軌等如長軸、機床床身、導(dǎo)軌等) )，也適用于大模，也適用于大模數(shù)齒輪進行逐齒的淬火。數(shù)齒輪進行逐齒的淬火。4.4.聯(lián)合法：是指淬火零件繞其軸線作迅速旋轉(zhuǎn)，而噴嘴及噴水裝置同時沿聯(lián)合法：是指淬火零件繞其軸線作迅速旋轉(zhuǎn)，而噴嘴及噴水裝置同時沿零件軸線平行移動。該法加熱比較均勻，可作冷軋輥的外表淬火用。零件軸線平行移動。該法加熱比較均勻，可作冷軋輥的外表淬火用。三、火焰淬

19、火的設(shè)備主要設(shè)備：噴槍、噴嘴主要設(shè)備：噴槍、噴嘴( (或稱燒嘴，噴頭或稱燒嘴，噴頭) )、淬火機床、乙炔發(fā)生器、淬火機床、乙炔發(fā)生器和氧氣瓶。和氧氣瓶。噴嘴的形狀直接影響著火焰淬火的質(zhì)量噴嘴的形狀直接影響著火焰淬火的質(zhì)量噴嘴的形狀和尺寸取決于淬火加熱部位的形狀和尺寸噴嘴的形狀和尺寸取決于淬火加熱部位的形狀和尺寸(1)(1)平形適用于不同尺寸零件的平面外表淬火加熱用。平形適用于不同尺寸零件的平面外表淬火加熱用。(2)(2)翹形適用于凹槽外表的淬火加熱。翹形適用于凹槽外表的淬火加熱。常用噴嘴的形狀有以下幾種：常用噴嘴的形狀有以下幾種：(3)(3)環(huán)形適用于滾輪、軸類及其他外圓外表淬火加熱時用，另一

20、種環(huán)形適用于滾輪、軸類及其他外圓外表淬火加熱時用，另一種是內(nèi)圓外表淬火加熱之用。是內(nèi)圓外表淬火加熱之用。常用噴嘴的形狀有以下幾種：常用噴嘴的形狀有以下幾種：(4)(4)角形適用于機床、導(dǎo)軌等角形工件的外表淬火加熱之用。角形適用于機床、導(dǎo)軌等角形工件的外表淬火加熱之用。(5)(5)鉗形專門用于加熱齒輪及類似形狀的零件。鉗形專門用于加熱齒輪及類似形狀的零件。常用噴嘴的形狀有以下幾種：常用噴嘴的形狀有以下幾種：四、火焰淬火的操作及本卷須知1.1.火焰淬火的操作步驟火焰淬火的操作步驟 1)1)對被淬火外表預(yù)先進行認真的清理和檢查，淬火部位不允許有脫碳層、氧化皮、對被淬火外表預(yù)先進行認真的清理和檢查，淬

21、火部位不允許有脫碳層、氧化皮、砂眼、氣孔、裂紋等缺陷。砂眼、氣孔、裂紋等缺陷。 2)2)根據(jù)工件淬火部位及技術(shù)要求選擇適宜的噴嘴。根據(jù)工件淬火部位及技術(shù)要求選擇適宜的噴嘴。 3)3)淬火前應(yīng)仔細檢查氧氣瓶、乙炔發(fā)生器、導(dǎo)管等是否正常。淬火前應(yīng)仔細檢查氧氣瓶、乙炔發(fā)生器、導(dǎo)管等是否正常。 4)4)確定氧氣和乙炔的流量和工作壓力確定氧氣和乙炔的流量和工作壓力( (一般氧氣壓力為一般氧氣壓力為0.120.120.4MPa0.4MPa；乙炔壓力為；乙炔壓力為0.00.03 30.12MPa0.12MPa，氧氣與乙炔的混合比為，氧氣與乙炔的混合比為11.2)11.2)。 5)5)確定噴嘴與工件的距離是控

22、制淬火溫度的方法之一。噴嘴和工件外表的距離一般為確定噴嘴與工件的距離是控制淬火溫度的方法之一。噴嘴和工件外表的距離一般為6 615mm15mm，工件直徑大，那么距離應(yīng)適當減?。讳摰暮剂枯^高時，噴嘴與外表間的距離應(yīng)，工件直徑大，那么距離應(yīng)適當減?。讳摰暮剂枯^高時，噴嘴與外表間的距離應(yīng)遠。遠。 6)6)使用前進法或聯(lián)合法時，噴嘴移動速度由淬硬層深度、鋼的成分及工件與噴使用前進法或聯(lián)合法時，噴嘴移動速度由淬硬層深度、鋼的成分及工件與噴嘴之間距離大小所決定。一般在嘴之間距離大小所決定。一般在5050150mm/min150mm/min之間，具體可參見表之間，具體可參見表4-144-14。 7)7)選擇冷卻劑的種類。含碳量在選擇冷卻劑的種類。含碳量在0.60.6以下的碳鋼可用水淬，含碳量大于以下的碳鋼可用水淬，含碳量大于0.60.6的的碳鋼或含鉻及錳的低合金鋼，可用碳鋼或含鉻及錳的低合金鋼，可用30304040水或者水或者0.1%0.5%0.1%0.5%聚乙烯醇水溶液作為聚乙烯醇水溶液作為冷卻介質(zhì)。冷卻介質(zhì)。 8)8)工作時先開少量的乙炔氣，點燃后再開大乙炔并調(diào)整氧氣，當氧氣與乙炔工作時先開少量的乙炔氣，點燃后再開大乙炔并調(diào)整氧氣，當氧氣與乙炔的混合比為的混合比為1.21.2時得到火焰為中性焰。時得到火焰為中性焰。 9)