车轴的感应淬火
40钢车轴表面感应淬火强化工艺研究是我国高速铁路的发展需要,填补国内在这项领域的技术空白。
车轴表面强化工艺的选择对于绝大部分轴类零件,通常采用高频或中频表面淬火来提高其使用寿命。动车轴、机车轴是一种即传递动力而又起支撑作用的心轴,而车辆轴是一种不传递动力而只起支撑作用的心轴,主要承受弯曲或弯曲疲劳负荷。统计表明大多数的各类轴均因疲劳断裂和微动磨蚀磨损而失效。为了避免发生脆性断裂,满足强度与韧性的要求,目前车轴常采用调质或正火工艺,但往往因疲劳与微动磨蚀磨损性能欠佳,而没有达到应有的使用寿命。实践表明,在调质或正火的基础上再施加表面感应淬火强化处理,可使服役寿命成倍地延长。因此,内齿淬火设备那家好,这是提高车轴使用寿命的一种重要工艺方法。车轴表面强化一般主要分喷涂 +滚压强化和感应淬火强化两种,滚压强化因其强化深度较浅,硬度较低,提高服役寿命有限。中频感应淬火加热适中,适合车轴表面加热深度。日本、法国均采用中频感应淬火强化。表面感应强化对提高车轴的弯曲或扭转疲劳强度、减少对缺口的敏感性和应力集中十分有效。表面感应淬火后,由于心部高的有效韧性和塑性,允许其硬化层有较高的硬度,以保持高的耐磨性、强度和残余压应力,充分发挥材料的潜力。国外对车轴中频感应淬火从过去的局部淬火、分段淬火,发展到现在的表面全长淬火。
1、淬硬层分布不匀,一侧硬度高、硬层深,另一侧硬度低、硬层浅。这是因为沿齿沟感应淬火与圆环感应器回转感应淬火相比,位置敏感度很高,需要设计制造定位装置,以保证齿侧与感应器的间隙高度对称分布。若不对称,还可能造成间隙小的一侧发生感应器与零件短路打弧,使感应器早期损坏。
2、已淬硬齿侧退火。原因是辅助冷却装置调整不到位或冷却液量不足。
3、感应器鼻尖部分铜管过热。在采用非埋入式沿齿沟扫描淬火工艺时,因感应器与零件间的间隙相对较小,受加热面的热辐射,以及鼻部铜管有限尺寸的约束,铜管极易过热烧坏,使感应器损坏。因此,感应器要保证有足够流量和压力的冷却介质通过。
4、感应处理过程中齿圈的形状、位置变化。沿齿沟扫描淬火时,处理齿会胀出0.1~0.3mm。形变、热膨胀、感应器调整不当会造成零件与感应器相碰而损坏。因此,在决定感应器与齿侧间隙时要考虑热膨胀因素,并采用适当的限位装置来保证间隙。
5、感应器导磁体性能退化。导磁体工作条件恶劣,处于高密磁场、高电流环境下,极易过热损坏,同时淬火介质、锈蚀都会使其性能退化。因此,要做好感应器的日常维护和保养。
齿轮旋转感应淬火技术
齿轮旋转感应淬火可分为两种主要方法:通过硬化和轮廓硬化。种方法 - 主要用于齿轮高磨损 - 齿周边采用低硬化比功率。但是,如果频率太低,则存在温度感应涡流流动,并且温度在齿中滞后。淬火是通过浸没或喷雾,以实现齿和根圆之间均匀的温度。全硬化后的回火用于工件防裂。
轮廓硬化分为单频和双频过程,也实现了奥氏体化在单一加热中,或通过将齿轮预加热至550-750℃ 加热之前硬化温度。预热的目的是充分达到在终加热期间在根圆中的高奥氏体化温度,没有过热的齿。短加热时间和高比功率通常需要实现在不规则距离处的硬化轮廓齿面。
双频过程使用单独或同时的频率。使用单独的频率实现类似于情况的硬化曲线硬化。该过程一个接一个地应用两个不同的频率齿轮。齿以低频率被预热至550-750℃的频率应该使得在根圆区域中发生预热。短延迟,使用较高频率和比功率实现奥氏体化。准确的监测系统是的,因为加热时间是测量的在这个终加热阶段中的十分之几秒或秒。
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