CN101509061B - 法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火技术，其特征在于：将需淬火的零件端面朝上放置在一个旋转底座上；按下启动按钮，工件开始旋转，在交变磁场的作用下，使放置在有效导线附近的金属零件加热，加热时间为5秒；当零件加热到高于材料的奥氏体化温度50℃时，停止加热，并通过冷却水喷水冷却，当零件冷却结束后；将零件从旋转底座上取下，即完成该零件的淬火过程。是能使硬化层分布均匀，避免淬火裂纹的产生；并提高了淬火冷却时的冷却能力和均匀性，保证淬火后表面硬度均匀，其结构简单，工艺时间短，生产效率高，节约能源工艺成本低；淬硬层由轴颈到端面连续分布，没有回火软带，除尖角处其它部位分布均匀；便于零件的装卸和工艺调整，使喷水和卸件在两个位置完成。

Description

法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火技术
技术领域：
本发明涉及一种法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火技术。
背景技术：
法兰-输出轴是汽车变速箱中用来向车桥传递动力的重要零件，由于使用工况和服役条件的要求在Φ95.3轴颈上需要安装油封，在端面有一硬度较高的零件与其配合，失效形式为表面磨损，而为了提高轴颈的表面粗糙度需要进行精磨加工，所以要求在Φ95.3轴颈和端面具有较高的表面硬度，需要进行感应淬火强化。
用轴颈和端面分两道工序进行感应淬火工艺，技术难度不大，但存在工艺路线长，生产效率低，成本高等缺点。另外，在两次淬火时硬化区交界的区域，因受热影响区的影响，总会存在一个软带，如果处理不当会影响零件的使用性能。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火技术，其实现了使轴颈和端面的加热速度和温度一致，从而得到分布均匀的有效硬化层分布，且不会发生局部过热或过烧现象，避免出现淬火裂纹或掉角，保证零件的感应淬火质量；淬火时端面的有效硬化层深度一定要控制在3mm以内，否则会影响到后序的花键加工。
本发明的技术方案是这样实现的：法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火技术，其特征在于：(A)将淬火感应器的接触板同淬火机床的淬火变压器紧固在一起；在保证冷却水和淬火水路通畅的条件下，将零件放置在淬火机床的旋转底座上，将需淬火的零件端面朝上放置在一个与其间隙配合带有止口的旋转底座上；(B)按下启动按钮，工件开始旋转，感应器迅速下降至零件需加热的位置开始加热，此时交变电流通过淬火变压器的两个极板与感应器形成环流，并在两个有效圈的附近产生磁场，在交变磁场的作用下，使放置在有效导线附近的金属零件中产生感应电流(涡流)使零件加热，加热时间为5秒；加热轴颈的有效圈与零件的单面间隙为2.5-3mm；加热端面的有效圈的外径小于内孔直径的1-2mm；两个有效圈平行布置，加热端面的有效圈在上，加热轴颈的有效圈在下，两有效圈之间的轴向间隙为10-11mm；(C)当零件加热到高于材料的奥氏体化温度50℃时，停止加热，并通过轴颈加热有效圈和在其上设置的冷却喷水圈的水孔立即喷水；从喷水孔射出的水柱均匀喷射在零件的轴颈和端面处，保证充分冷却，同时使感应器迅速上移8-10mm；(D)当零件需要淬火强化的部位发生马氏体转变，冷却时间为5秒；冷却结束后使感应器再一次迅速上移150mm；将零件从旋转底座上取下，即完成该零件的淬火过程。
淬火感应器加热轴颈的有效圈与盖板焊接后再焊到两个对称的接触板上；加热端面的有效圈与两个过渡导线的一端焊在一起，过渡导线的另一端与汇流导线的一端焊在一起，汇流导线的另一端焊上进水管后与两个对称的接触板焊在一起；端面辅助喷水圈和端面加热有效圈的过渡导线上分别焊有两个连接板，分别用两个绝缘板和两个绝缘套管绝缘后，用两个黄铜螺栓、四个黄铜垫圈、四个绝缘垫圈和黄铜螺母紧固在一起；将两个接触板用绝缘垫板绝缘后，用两个黄铜螺栓、四个黄铜垫圈、四个绝缘垫圈、两个绝缘套管、两个黄铜螺母紧固在一起。
本发明的积极效果是能使硬化层分布均匀，避免淬火裂纹的产生；并提高了淬火冷却时的冷却能力和均匀性，保证淬火后表面硬度均匀，其结构简单，工艺时间短，生产效率高，节约能源工艺成本低；淬硬层由轴颈到端面连续分布，没有回火软带，除尖角处其它部位分布均匀；便于零件的装卸和工艺调整，使喷水和卸件在两个位置完成。
附图说明：
图1为本发明的感应器的结构示意图；
图2为本发明的侧面结构示意图；
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的描述：法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火技术，其特征在于：(A)将感应器的接触板同淬火机床的淬火变压器紧固在一起；在保证冷却水和淬火水路通畅的条件下，将零件放置在淬火机床的旋转底座上，将需淬火的零件端面朝上放置在一个与其间隙配合带有止口的旋转底座上；(B)按下启动按钮，工件开始旋转，感应器迅速下降至零件需加热的位置开始加热，此时交变电流通过淬火变压器的两个极板与感应器形成环流，并在两个有效圈15、17的附近产生磁场，在交变磁场的作用下，使放置在有效导线附近的金属零件中产生感应电流(涡流)使零件加热，加热时间为5秒；加热轴颈的有效圈15与零件的单面间隙为2.5-3mm；加热端面的有效圈17的外径小于内孔直径的1-2mm；两个有效圈15、17平行布置，加热端面的有效圈17在上，加热轴颈的有效圈15在下，两有效圈之间的轴向间隙为10-11mm；(C)当零件加热到高于材料的奥氏体化温度50℃时，停止加热，并通过轴颈加热有效圈15和在其上设置的冷却喷水圈16的水孔立即喷水；从喷水孔射出的水柱均匀喷射在零件的轴颈和端面处，保证充分冷却，同时使感应器迅速上移8-10mm；(D)当零件需要淬火强化的部位发生马氏体转变，冷却时间为5秒；冷却结束后使感应器再一次迅速上移150mm；将零件从旋转底座上取下，即完成该零件的淬火过程。
淬火感应器加热轴颈的有效圈15与盖板14焊接后，再焊到两个对称的接触板1上形成双圈同轴并联感应器的一个电流回路；加热端面的有效圈17与两个过渡导线18的一端焊在一起，过渡导线的另一端与汇流导线2的一端焊在一起，汇流导线的另一端焊上进水管10后与两个对称的接触板焊在一起形成双圈同轴并联感应器的另一个电流回路；端面辅助喷水圈16和端面加热有效圈的过渡导线11、18上分别焊有两个连接板12，分别用两个绝缘板3和两个绝缘套管4绝缘后，用两个黄铜螺栓5、四个黄铜垫圈6、四个绝缘垫圈7和黄铜螺母13紧固在一起；将两个接触板1用绝缘垫板8绝缘后，用两个黄铜螺栓15、四个黄铜垫圈6、四个绝缘垫圈7、两个绝缘套管9、两个黄铜螺母12紧固在一起。
零件在Φ95.3轴颈和其端面进行感应淬火时，采用上述方法其技术要求如下：
材料：45
预先热处理状态：调质254-287HBW
淬火区范围：Φ95.3轴颈和其端面
表面硬度：56-62HRC
有效硬化层深度：DS＝450HV11.0-3.0
表1法兰-输出轴轴颈和端面同时淬火工艺参数
  直流电流   直流电压   功率赋值   实际功率   匝比   电容   频率   加热时间   冷却时间
  430-460A   330V   110kW   125-140kW   13∶1   23.3μf   9-9.5kHz   5S   15S

Claims (1)

1.法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火方法，其特征在于：（A）将感应器的接触板（1）同淬火机床的淬火变压器紧固在一起；在保证冷却水和淬火水路通畅的条件下，将零件放置在淬火机床的旋转底座上，将需淬火的零件端面朝上放置在一个与其间隙配合带有止口的旋转底座上；（B）按下启动按钮，工件开始旋转，感应器迅速下降至零件需加热的位置开始加热，此时交变电流通过淬火变压器的两个极板与感应器形成环流，并在加热轴颈的有效圈（15）和加热端面的有效圈（17）的附近产生磁场，在交变磁场的作用下，使放置在有效圈附近的金属零件中产生感应电流使零件加热，加热时间为5秒；加热轴颈的有效圈（15）与零件的单面间隙为2.5-3mm；加热端面的有效圈（17）的外径小于内孔直径1-2mm；加热轴颈的有效圈（15）和加热端面的有效圈（17）平行布置，加热端面的有效圈（17）在上，加热轴颈的有效圈（15）在下，加热轴颈的有效圈（15）和加热端面的有效圈（17）之间的轴向间隙为10-11mm；（C）当零件加热到高于材料的奥氏体化温度50℃时，停止加热，并通过加热轴颈的有效圈（15）上设置的冷却喷水圈（16）的水孔立即喷水；从喷水孔射出的水柱均匀喷射在零件的轴颈和端面处，保证充分冷却，同时使感应器迅速上移8-10mm；（D）当零件需要淬火强化的部位发生马氏体转变，冷却时间为5秒；冷却结束后使感应器再一次迅速上移150mm；将零件从旋转底座上取下，即完成该零件的淬火过程。
2. 根据权利要求1所述的法兰-输出轴轴颈和端面同时感应淬火方法，其特征在于所述的淬火感应器加热轴颈的有效圈（15）与盖板（14）焊接后再焊到两个对称的接触板（1）上；加热端面的有效圈（17）与两个过渡导线（18）的一端焊在一起，过渡导线（18）的另一端与汇流导线（2）的一端焊在一起，汇流导线（2）的另一端焊上进水管（10）后与两个对称的接触板（1）焊在一起；端面辅助冷却喷水圈（16）和加热端面的有效圈（17）的过渡导线（11、18）上分别焊有两个连接板（12），分别用两个绝缘板（3）和两个绝缘套管（4）绝缘后，用两个黄铜螺栓（5）、四个黄铜垫圈（6）、四个绝缘垫圈（7）和黄铜螺母（13）紧固在一起；将两个接触板（1）用绝缘垫板（8）绝缘后，用两个黄铜螺栓（5）、四个黄铜垫圈（6）、四个绝缘垫圈（7）、两个绝缘套管（9）、两个黄铜螺母紧固在一起。
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