船用柴油机凸轮轴中频淬火工艺数值模拟分析

针对凸轮轴零件中的凸轮部位感应淬火工艺淬硬层不均匀、局部残余应力过大的问题,采用SYSWELD软件中的热处理模块,建立凸轮感应淬火工艺有限元模型,基于可变换热系数及奥氏体动力学理论,对GCr15凸轮轴中频感应淬火过程进行仿真分析,获得淬硬层厚度、硬度以及凸轮残余应力场分布规律。结果表明,在加热功率为110~120 kW,频率为5 600 Hz,加热时间为6 s时,过渡轮廓面淬硬层最薄处为1.34 mm,表面硬度均达到700 HV以上,桃尖表面残余压应力为-50 Pa,过渡轮廓面达到-350 MPa。     

切纸凹模的高频浸水加热淬火

切名片纸的切卡器凹模（图1），用45钢制造，硬度要求50～55HRC，热处理后凸凹模装配间隙要求0．01～0．02mm。由于凹模整体热处理的收缩变形达0．10～0．20mm，给后序钳工研磨装配带来困难，为此我们试甲高领局部淬火。（1）工艺分析及试验由于凹模使用部位是刃口，且根据使用情况淬硬层不需太深，采用高频刃口局部加热淬火既可满足淬硬层深度要求，又可显著降低收缩变形。但由于刀口薄（6—3mm），如采用局部加热后提出淬火，降温快，不易淬硬；若是由感应器直接喷水淬火，则硬度不均匀；如外部喷淋，操作中配合不好亦达不到理想的淬火…     

细长钢导轨局部淬硬工艺

本厂生产的一种卧式加工中心，用户要求其上使用的钢导轨采用感应加热局部淬火。在试制该加工中心时，遇到的最大困难是导轨淬火变形。本文根据试验，介绍解决钢导轨局部淬火变形的方法。1钢导轨的热处理技术要求和遇到的主要困难图1示出该导轨的外形尺寸和淬硬部位则视图点划线所示）。钢导轨材料为阴钢，要求硬化深度＞2mm，硬度＞55HRC。图1（a）主导轨（b）辅助导轨从图中可以看出，这些导轨均细而长，淬硬部位不对称，必然导致淬火后导轨的不对称变形。图纸上要求的硬化层深度较深（＞2mm），加上磨削加工余量，淬硬后的硬化层深度要…     

几种特殊零件的高频淬火工装设计

高频表面淬火的质量和设备利用率在很大程度上取决于工装设计,我们对一些形状特殊的零件设计了一些工装,效果较好。下面介绍３种具有代表性的工装,供参考。（１）凸轮高频淬火夹具设计两种凸轮的材料为４５钢,在Ｌ＝３２ｍｍ部位要求高频表面淬火（如图１）,硬度为５０～６２ＨＲＣ,未淬硬区δ＜８ｍｍ。由于凸轮与厚度为３ｍｍ的薄壁相交而又无圆角,淬火时在热应力的作用下,当δ＜１０ｍｍ时,常因薄壁淬裂而大批报废。我们设计了一个简单的夹具（如图２）,解决了这一问题。夹具上部由黄铜制成（图中左端）;中间由１２．７ｍｍ…     

复杂曲面结构凸轮槽高频感应淬火工艺及组织与性能

研究了复杂曲面结构圆柱凸轮槽高频感应淬火热处理工艺,通过合理设计仿形感应器以及加热工艺参数优化,使得两种材质(45钢和ZG65Mn钢)的圆柱凸轮槽都达到了淬硬层深度2～5 mm和表面硬度50～60 HRC的技术要求,硬化层组织为回火马氏体+少量残留奥氏体.高频淬火快速喷水冷却,有效避免了沟槽尺寸产生较大畸变.     

部分有关文摘

(一)计算机辅助校淬火过程中轴对称零件的伸长丝杆淬火后的长度变化会造成产品的报废。二种工业用 Cr—V,Cr—Mn 钢和一种专用钢(0.89%C;1.02%Si;0.82%C;0.75%Mn)分别都加工成三种同直径的圆柱试样。用150KW、8KHZ 中频炉进行淬火,加热温度均采用880℃。各组试样处理成五种不同深度的硬化层。当淬硬层深度小于3毫米时,试样长度减小;而淬硬深度大于3毫米,则其长度会增加;园柱试样的原始直径越大,其长度增加得越少并与淬硬深度无关。由此可得到长度校正图——长度校正与直径和淬硬层深度的特殊组合图,安装了实际加热时间测量及计算系统来监控淬火过程中的长度变化,从而使长度公差控制在允许范围内。     

在盐浴炉,电阻炉中的快速加热

这里格的快速加热是将工件放在比正常淬火温度高出100～200℃的盐格或电阻炉中短时加热，使工件要求淬硬的表面达到所需的淬火温度，然后淬火淬火介质中的一种热处理方法。我们在实践中体会到在盐浴护或电阻炉中进行快速加热有下列优点：（1）提高加热速度能使相变点升高，奥氏体晶粒不易长大。（2）当工件表面达到淬火温度时，工件心部还处在相变点以下，因而淬火后变形较小。（3）与感应淬火相比，还具有硬化层均匀，不易淬裂的优点。（4）快速加热淬火可获得较普通加热淬火大的淬硬层深度，有利于提高零件的使用寿命。（5）在盐炉、电阻…     

凸轮轴感应器的改进

我厂生产的ZH1105W柴油机凸轮轴采用中频淬火强化。原感应器设计是按常规原理，凸轮居感应圈正中，感应因高出凸轮8mm（见图1）。在生产过程中发现，进、排气凸轮两内侧硬度比两外侧的高出5～8HRC，采取两感应目之间加短路环的方法也未能解决。在查找原因时发现，加热时凸轮两内侧火色较亮，温度较高，因而硬度也较高；而两外侧火色较略、温度较低，硬度也较低，导致凸轮硬度不均匀。经分析，因两个感应图为并联，电流同向。按右手定则，两感应围磁力线均从右到左穿过工件。由于两个感应因之间的距离比较近（为49mm），小循环磁力线穿过…     

切边模的高频淬火

50t压力机切边模（凸模）是生产钢柱式散热器用的大型关键模具，可切3mm厚度钢板，一次切边长1560mm，如图1所示。切边模用热作模具钢8Cr3制造，经淬火回火处理。成型后凸模在井式大盐炉中按常规工艺加热淬火，因尺寸厚薄相差太大，弯曲变形高达6mm，唯一的挽救办法是热校，但费电费时。为此，我们试用高额高部淬火。1工艺分析考虑到凸模主要使用部位是刃口，故改用局部高频淬火。使用200～300kHz的高频设备，局部高频加热淬火的尺寸仅为凸模厚度的1／9左右，未加热部份强度很大，不致产生变形。高频加热淬火后，表面硬度高，淬硬层获得细…     

S195柴油机曲轴中频淬火后的自热回火工艺探讨

中颇感应加热淬火由干可以获得较深的淬硬层，并可避免氧化和脱碳，因而已获得广泛的应用。但中频淬火后的零件通常采用电阻炉整体回火，虽可消除残余应力，获得满意的回火性能，但却有能耗大、周期长等缺点。我厂生产的S195柴油机曲轴就是采取中频感应加热淬火后电炉整体回火的，根据理论分析和试验结果，我们认为可以采用自热回火代替箱式炉整体回火，不但简化工艺，而且节约能源、降低成本。一、中频感应加热淬火后自热回火的理论依据自热回火又称自行回火，利用控制喷射冷却时间，使硬化区内层的热量传到硬化层，而达到一定温度进行回…     

桥间差速器壳输入花键轴断裂原因分析

42CrMo钢制汽车用桥间差速器壳在装车使用行驶2 300~5 277km时,输入花键轴部位连续出现多起早期断裂现象。该零件处理工艺为锻造成形—正火(预先热处理)—调质处理—表面中频感应加热淬火。该批花键轴采用880~920℃连续加热淬火,喷射聚合物淬火剂冷却,然后经180℃×2h回火处理。根据产品设计要求,花键轴表面中频感应淬火后,淬硬层深3·2~5·2mm,淬火区的范围从花键轴前端至R1·6过渡圆角及74mm轴端面、轴肩(见图1),回火硬度≥54HRC,花键轴前端留有3~5mm的过渡区。由于该批零件断裂位置及断口形态均极为相近,选择其中一个断裂花键轴进行…     

汽车零件的感应淬火与感应器的设计

1凸轮轴图1所示为4缸汽油机凸轮轴。它有8只凸轮要求感应淬火，淬火层深度0．76～5．59mm，表面硬度＞55HRC。可用3种感应器进行加热淬火（电流频率8000Hz）。1．1单圈感应器单圈感应器的结构形式如图2所示。其有效目是一个圆环，内表面半径R=Rmax＋2（mm），式中Rmax为凸轮尖部最大半径。用这种感应器，一根凸轮轴要淬火8次。1．2只回感应器双圈感应器有两只水平串联的有效圈，同时淬火两根凸轮轴，因此它的生产效率比单圈感应器提高一倍。这两种感应器的共同特点是有效圈两侧具有屏蔽装置。其作用是任何一个凸轮在加热时能保护其两侧的…     

双排链轮轴的感应淬火

我厂引进的德国F205平地机及国产化的PY180平地机产品，其驱动桥上的双排链轮轴（图1），材料为42CrMo钢锻件，在预先调质到硬度280～302HB后再进行感应加热淬火，表面硬度为52HRC。我厂用160kw，2500Hz可控硅电源实现了双排错轮轴的感应淬火，满足了德国图纸要求。1中频淬火专用感应器根据该件图纸圆角R处淬硬深度的要求，设计了结构简单的新型感应器（见图2）。其特点是只要求有效留有一定角度的尖角环。有效围内径与工件轴颈圆角处间隙取2～2．5mm，有效圈宽度为10mm，便于用紫铜管轧方成型，局部涂敷塑性导磁体。喷水圈与感应器有…     

驱动轮轴回火工艺的改进

148／5123052驱动轮轴是东方红-LF80-90拖拉机的关键零件，承受复杂的弯曲．扭转载荷和较大的冲击载荷，因此驱动轮轴本身必须具有较高的疲劳强度、较高的硬度和良好的耐磨性。驱动轮轴材料为35CrMo钢，零件形状如图1所示，技术要求为：轴颈及法兰的有效淬硬层深7．25～9．25mm，花键部位的有效淬硬层深7～9mm，这两个淬火部位的硬度要求均为48～55HRC。     

冷轧工作辊辊身淬硬层的制造方法

本发明涉及冷轧工作辊辊身淬硬层的制造方法．所述轧辊由钢制成，使用感应器对轧辊辊身进行感应加热处理。其方法是使轧辊辊身依次通过第一低频感应器、第二低频感应器和中频感应器而被加热。并向轧辊辊身表面喷水对其进行喷水淬火处理，从而使轧辊辊身获得淬硬层。本方法可以提高有效淬硬层的深度。对于适合的材质。可以制得深50mm以上的有效淬硬层。用本方法制得的具有较深淬硬层的轧辊在使用中能延缓轧辊磨损、延长换辊时间、提高轧机生产率、提高产量、降低消耗。从而取得巨大的经济效益。     

T8A钢薄层硬化

许多工程构件，需要表面具有高硬度，而整体要求有较高强韧性。本文试验了TSA钢薄层淬火工艺，得到；表层高硬度整体有较高强韧性的组织。1试样及其热处理试样尺寸为今14×12mm，分别经调质十预热十淬火一低温回火。加热均在中温盐浴炉中进行。2试验结果及讨论（1）调质处理试样经760℃×15min水淬，660℃×1．5h回火，使片状珠光体转变为粒状回火索氏体，其硬度为29．5～30HRC。（2）预热对淬硬层的影响由表1可见，淬硬层深度随预热温度降低而减小，预热温度越高，奥氏体化驱动力越大，奥氏体化时间越短。共权铜加热速度小于104C／S时…     

TJ620汽车后半轴的中频淬火

TJ620汽车后半轴和BJ212汽车后半轴的形状尺寸相似。原热处理工艺要求淬火、回火、硬度为37～44HRC。为了提高半轴的疲劳强度，我厂采用了中频感应加热淬火工艺，经过二年多的试验，累计生产半轴十万支以上，半轴质量稳定。现将我们的经验简介如下。1半轴的热处理技术要求半轴材料为40Cr钢，经正火预处理。根据半轴技术条件，中频淬火后，杆部表面硬度≥52HRC（花键部允许降低三个硬度单位），根部圆角处应淬硬。金相组织心部为珠光体＋铁素体，硬化层内为细致马氏体。硬化层深度为杆部直径的10％～20％。根据有关资料和我们的经验，T…     

亚温淬火在批量生产中应用的困难

亚共桥钢在铁索体与奥氏体两相区（A。；－Ac3）进行不完全加热淬火，以获得马氏体和一定数量的均匀细小铁素体，并经回火，可以提高钢的冲击韧性，减轻回火脆性。然而，这种亚温淬火工艺在工厂批量生产中应用有一定的卧难，特举一例，以供商榷。1零件简介图1所示的气门调节螺钉，用于调节柴油机气门间隙。在柴油机运行过程中，承受着较大的交变应力和冲击力，选用45钢制造，通过调质和高频局部淬火以保证其所需的力学性能。热处理技术要求26～3lHRC，球头部高频淬硬＞54HRC。2存在的问题调节螺钉根部存在着Znlm深的铁刀槽，无圆角过渡…     

链齿中频淬火淬硬层深度的质量改进

链齿是推土机主要的传动部件，用于推土机行走驱动，工作时承受很大的弯曲力、冲击力和强烈磨损，所以要求链齿具有良好的冲击韧度、合理的硬度和较深的硬化层深度。图1是我公司生产的链齿形状示意图，毛坯为铸钢件，材料为ZG42SiMn，齿面要求中频淬火后硬度为48～55HRC，淬硬层深度为4～5mm。     

涂层诱发铸铁激光淬火的动力学特征

涂层诱发铸铁激光淬火的动力学特征胡乾午吕卫文刘顺洪李志远胡席远（华中理工大学）李泉华张祖凤（北京内燃机集团总公司）激光淬火时，为了使金属工件表面淬硬，需要使待处理面获得一个吸光层，通过它向基体金属传热，诱使基体发生相变硬化。获得吸光层的方法大体可分为...