CN101148688A - 大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法 - Google Patents

Abstract

大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法，用中频淬火设备的感应器对活塞杆的表面连续感应加热900－940℃后立即用水喷淋冷却淬火，再对活塞杆加热至200－270℃回火；在感应器对活塞杆纵向相对移动连续加热并用水喷淋的同时，活塞杆以纵向中心为回转中心相对感应器连续转动。这样本发明采用中频感应加热淬火效率高、环保的同时，采用被加热体活塞杆相对感应器的旋转，保证了对活塞杆表面更加均匀加热和淬火；表面的硬度，淬硬层深度，组织完全可以达到要求。

Description

大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法

技术领域：本发明是关于大功率低速船用柴油机活塞杆表面感应加热淬火方法。

背景技术：

活塞杆是低速柴油机的关键部件，柴油机在运转过程中，其上端在气缸内运动，下端与连杆连接，工作条件要求活塞杆表面具有较高硬度和耐磨性。因此，进行表面硬化处理。传统的工艺方法是火焰加热淬火，浪费能源，活塞杆变形很大，对后面的加工造成困难。如果选用感应加热淬火，按照已有的处理方法和已有的感应器，不能直接用于大功率低速船用柴油机活塞杆这样直径Φ195-Φ365mm、长度2500-4200mm大型工件，更主要是不足之处是加热不均匀，还会造成变形量较大，表面硬度不均，有软带。

发明内容：

本发明的目的是解决火焰淬火变形比较大、能耗大，或感应淬火局部加热不均匀的缺点，提供一种加热均匀，没有软带，变形量控制在＜0.4mm的大功率低速柴油机活塞杆表面感应淬火硬化处理方法。

本发明大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法，是用中频淬火设备的感应器对活塞杆的表面连续感应加热900-940℃后立即用水喷淋冷却淬火，再对活塞杆的加热200--270℃回火，其特征在于：在感应器相对活塞杆纵向相对移动连续加热并用水喷淋的同时，活塞杆以纵向中心为回转中心相对感应器连续转动。这样本发明采用中频感应加热淬火效率高、环保的同时，采用被加热体活塞杆相对感应器的旋转，保证了对活塞杆表面的均匀加热和均匀的淬火。特别是本发明大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法，在活塞杆淬火面的直径Φ195-Φ365mm，长度2500-4200mm范围，感应器以80-200mm/min的速度相对活塞杆纵向移动，活塞杆以30rad/min-60rad/min的速度转动，更能保证大型活塞杆工件达到最佳淬火效果，并有利以后的机械加工量减少和回火处理简便。同时，本发明大功率低速柴油机活塞杆表面硬化处理方法，在上述技术基础之上，感应器由左右两个半圆弧形空心管部分对接在活塞杆周围而成，喷淋水通过感应器的两个空心管，并分别从均匀分布在两个空心管并呈45°内侧下边缘位置的喷水孔向下项内倾斜地喷淋在活塞杆周围，更适合两端径向尺寸大于主杆直径的大型活塞杆的中频淬火处理。

附图说明：附图表示了本发明大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法所用的感应器的结构示意图，其中图1是感应器主视图，图2是感应器的左视图，图3是感应器底座A向局部视图，图4是感应器两个半圆弧形空心管两端的喷水孔位置E向局部剖视图，图5是感应器的空心管横截面C-C局部剖视图。

具体实施方式：

实施例一、一种本发明大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法及感应器，具体通过下述技术方案予以实现：

1、感应器的制作：

感应器采用Φ30紫铜棒，有左右两个半圆部分组成，内部为空心的通道并连通有进水管1和出水管11，在感应器的两个进水管位置安装减压分配挡板5，喷水孔6的位置设在感应器内侧下边缘向下、向内45°位置钻眼，形成连续分布的喷水孔，喷水孔直径Φ1.5mm，间距4mm。同时两半感应器前部靠近结合部位喷水孔8同时向结合部位倾斜45°钻眼，保证冷却水均匀喷到结合部位相对的活塞杆表面。

2、活塞杆的加热：活塞杆直立设置在基座及机架；在活塞杆下端周围安装感应器，感应器的两个半圆弧形空心管一端通过相对的连板连接在一起，用螺栓连接件穿过连板的连接孔9连接固定；两个半圆弧形空心管另一端2分别通过各自的连接极板3与中频淬火设备的中频输出端用螺钉连接。感应器以80200mm/min的速度从下向上相对活塞杆移动而连续加热活塞杆；同时活塞杆随着基座的底盘以纵向中心相对感应器转动，形成对表面均匀的加热。

3、活塞杆的冷却淬火：使用循环水作为冷却介质，循环水通过感应器进水管进入感应器内，部分水通过喷水孔，在活塞杆加热温度达到900-940℃时，连续喷水冷却淬火；部分冷却水从出水管流出回到水源，再循环。

4、活塞杆的回火：活塞杆淬火后，再进行回火处理，回火温度为230--270℃，时间4-6小时，空气冷却。

这样感应器的上下移动的速度与活塞杆的转动速度匹配适当，淬火后活塞杆表面没有明显软带。

实施例二、

一种本发明大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法，以低速船用柴油机50MC的外经为200毫米活塞杆为例，(1)连续加热：活塞杆直立设置在基座可以转动的底盘上，上端中心定位孔设置在机架顶锥下；在活塞杆下端周围安装感应器，感应器从下向上行走速度180mm/min，活塞杆以40rad/min的速度转动，连续加热活塞杆，表面温度达到920℃；(2)冷却：使用循环水作为冷却介质，在活塞杆加热温度达到920℃时，感应器内的冷却水通过喷水孔连续喷水到加热后的活塞杆表面，进行冷却淬火；(3)回火：再将活塞杆放入回火加热炉内进行回火加热，回火温度为240℃，时间4小时，随后空气冷却。无论是表面的硬度，淬硬层深度，还是组织完全可以达到设计和工艺要求。

实施例三：

一种本发明大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法，以低速船用柴油机70MC的外经为270毫米的活塞杆为例，(1)连续加热：安装感应器，感应器行走速度140mm/min，活塞杆以50rad/min的速度转动，连续加热活塞杆温度达到930℃；(2)冷却：使用循环水作为冷却介质，在活塞杆加热温度达到930℃时，连续喷水冷却；(3)回火：回火温度为230℃，时间4小时，空气冷却。无论是表面的硬度，淬硬层深度，还是组织完全可以达到图纸和工艺要求。

实施例四：

一种本发明大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法，以低速船用柴油机活塞杆为例，(1)连续加热：活塞杆直立设置在基座可以转动的底盘上，上端中心定位孔设置在机架顶锥下；在活塞杆下端周围安装内径为280毫米的感应器，感应器向上行走速度120mm/min，活塞杆以60rad/min的速度转动，连续加热活塞杆温度达到930℃；(2)冷却：使用感应器内的循环水作为冷却介质，在活塞杆加热温度达到930℃时，从连续分布的喷水孔连续喷水冷却淬火；(3)回火：再加热回火，温度为210℃，时间4小时，而后空气冷却。无论是表面的硬度，淬硬层深度，还是组织完全可以达到设计和工艺要求；表面硬度均匀，没有区域性的硬度低于平均硬度的现象。

Claims (6)

1.一种大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法，是用中频淬火设备的感应器对活塞杆的表面连续感应加热900-940℃后立即用水喷淋冷却淬火，再对活塞杆加热至200-270℃回火，其特征在于：在感应器相对活塞杆纵向相对移动连续加热并用水喷淋的同时，活塞杆以纵向中心为回转中心相对感应器连续转动。

2.根据权利要求1所述的大功率低速柴油机活塞杆的表面硬化处理方法，其特征在于：活塞杆淬火面的直径Φ195-Φ365mm，长度2500-4200mm范围，感应器以80-200mm/min的速度相对活塞杆纵向移动，活塞杆以30rad/min-60rad/min的速度转动。

3.根据权利要求1所述大功率低速柴油机活塞杆表面硬化处理方法，其特征在于：感应器由左右两个半圆弧形空心管部分对接在活塞杆周围而成，喷淋水通过感应器的两个空心管，并分别从均匀分布在两个空心管并呈45°内侧下边缘位置的喷水孔向下向内倾斜地喷淋在活塞杆周围。

4.大功率低速柴油机活塞杆表面硬化处理设备，有基座、设置在基座的升降机构、中频发生器及通过导线联接的感应器，感应器设置在升降机构，其特征在于：基座上方还带有延伸的支架，支架的上端有与基座的底盘相对顶尖，基座的底盘带有转动机构。

5.根据权利要求4所述大功率低速柴油机活塞杆表面硬化处理设备，其特征在于：感应器由左右两个半圆弧形空心管部分对接在活塞杆周围，一端带有连接电极且对接面之间夹有绝缘板。

6.根据权利要求4或5所述大功率低速柴油机活塞杆表面硬化处理设备，其特征在于：喷淋水通过感应器的两个空心管分别带有进水管并安装有减压分配器，感应器内侧下边缘位置向内倾斜45°开有喷水孔。

Images