CN106435108B - 高频热处理感应棒 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械制造领域，特别涉及一种金属热处理的高频感应棒，其特点是：包括连接部位、管状中段部位、感应部位、冷却水回流端、导电石墨层和固定板，所述连接部位通过固定板与高频热处理设备连接，所述管状中段部位、感应部位以及冷却水回流端通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位的进水管和出水管，所述感应部位的进水管和出水管还围绕有导电石墨层，所述进水管或出水管围绕处留有与空间暴露的管段，所述暴露的管段上设有喷水孔，具有耐高温，导电性好，强度高；耐用度高，使用适应性广；热处理效率高，成本低等特点。

Description

高频热处理感应棒

技术领域

本发明属于机械制造领域，特别涉及一种金属热处理的高频感应棒。

背景技术

随着工业水平不断提高， 市场对材料表面淬火需求越来越多，尤其是采用比较节能高效的高频感应热处理方法，高频感应加热的原理是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗、以及导体内磁场的作用磁滞损耗引起导体自身发热而进行加热的。感应加热系统由高频电源(高频发生器)、导线、变压器、感应器（感应棒）组成。当导体有电流通过时，在其周围同时产生交变磁场，高频电流流向被绕制成环状或其它形状的电感线圈（通常是用紫铜管制作）。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将被加热的金属物质放置在感应线圈内，磁束就会贯通整个被加热物质，在被加热物质内部与加热电流相反的方向产生很大的涡流，由于被加热金属物质的电阻产生焦耳热，使金属物质自身的温度迅速上升，从而完成对金属工件表面的快速加热，甚至达到透热融化的效果，高频感应加热多数用于工业金属零件表面淬火、金属熔炼、齿轮齿面淬火、棒料透热或刀具焊接等多个领域，然而，高频感应加热由于只能对小型的零部件整体处理，或者可以对有规则的直线形状的大型零部件进行热处理，而对于无规则的大型零部件却很难进行高频感应热处理，所以如果需要对大型齿轮进行热处理时，一般是采用人工氧焊加热，再立刻用水喷淋，这样处理的大型的零部件，不但费工费时，而且热处理的质量非常不稳定。本发明人经过了实践调查后发现，如果从改进感应棒上着手，应该是可以对于大型的零部件进行高频热处理。因此突破高频热处理感应棒的制造工艺技术，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有耐高温，导电性好，使用适应性广的高频热处理感应棒。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的高频热处理感应棒，其特点是：包括连接部位、管状中段部位、感应部位、冷却水回流端、导电石墨层和固定板，所述连接部位通过固定板与高频热处理设备连接，所述管状中段部位、感应部位以及冷却水回流端通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位的进水管和出水管，所述进水管和出水管在冷却水回流端相互贯通，所述感应部位的进水管和出水管还围绕有导电石墨层，所述导电石墨层与进、出水管被导电石墨层围绕后的形状和工件淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管或出水管被导电石墨层围绕处留有与空间暴露的管段，所述暴露的管段上设有喷水孔。

以上所述的进水管的进口端设有进水管接头；出水管的出口端设有出水管接头。

以上所述进水管和出水管是圆形管、方形管、菱形管或其它形状的管子。

以上所述进水管或出水管与空间暴露的管段至少长30mm，宽5mm。

以上所述出水管或进水管上的喷水孔设于感应部位并与工件淬火面相对应的上部或下部。

以上所述喷水孔至少有个。

以上所述方形的进水管或出水管的喷水孔的位置上倒有15～75°角。

本发明的高频热处理感应棒的有益效果是：

1. 耐高温，导电性好，强度高。本发明采用高频感应加热的原理，在感应部位的进水管和出水管围绕有导电石墨层，由于石墨为非金属制品，是由碳、石墨加上适当的粘合剂，通过挤压成形，包围在金属管的周围，当电流流过导电石墨层时，在穿过其中的金属零件中感应出交变磁场，这一磁场，又在金属零件中感应出涡旋电流，这一电流流经金属零件时，又产生电阻热量，从而对需要的局部进行加热，再通过金属管的喷水孔自动喷淋，使得被处理的零部件达到所需要的硬度，经过无数次对工件的高频热处理试验，本感应部位具有耐高温，导电性好，工件加热迅速，强度高等特点。经测试，采用本发明设备对齿轮齿面所达到的硬化层是0.5～8mm，里氏硬度达到500～700。

2.耐用度高，使用适应性广。本发明的高频热处理感应棒的最高使用温度可达3000℃，它的热膨胀系数较小，热导率较大，加工性较好，耐高温，耐极冷极热性好，不但适用于小型的零部件的高频热处理，也可以对有规则的直线形状的大型零部件进行高频热处理，还可以对无规则的曲线形状的大型零部件进行高频感应热处理，尤其适合对于特别大型齿轮的齿面进行高频热处理。

3. 热处理效率高，成本低。本发明的感应部位由于采用导电石墨，其导电性能好，价格较便宜，成本低廉，而且感应部位很容易地按照被热处理零部件的局部形状制造，高频热处理时，感应部位可以紧贴所需要处理的零部件部位，同时，加热后，所述暴露的管段上设有的喷水孔立即自动向被热处理局部喷水冷却，自动化程度高，比采用人工氧焊热处理方法提高了三倍以上的效率，时间和效能节约了两倍以上，而且热处理的硬度稳定性高。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体结构示意简图。

图2是图1俯视结构示意简图。

图3是图1的去除围绕的导电石墨层5立体结构示意简图。

图4是图1的A向主视结构示意简图。

图5是图3的B向进水管6和出水管7结构是圆形管的示意简图。

图6是图3的B向进水管6和出水管7结构是方形管的示意简图。

图7是图3的B向进水管6和出水管7结构是长方形管的示意简图。

图中部件名称及序号：

连接部位1、管状中段部位2、感应部位3、冷却水回流端4、导电石墨层5、进水管6、出水管7、进水管接头8、出水管接头9、固定板10、喷水孔11、水流方向12。

具体实施方式

以下结合附图及其实施例描述本发明的结构。

如图1～图6所示，本发明的高频热处理感应棒，包括连接部位1、管状中段部位2、感应部位3、冷却水回流端4、导电石墨层5、进水管6、出水管7、进水管接头8、出水管接头9、固定板10、喷水孔11和水流方向12，所述的感应棒由进水管6和出水管7折弯组成与外部水通道相互循环连接结构，感应棒分成连接部位1、管状中段部位2、感应部位3和冷却水回流端4共四段，所述连接部位1通过固定板10与高频热处理设备连接，所述管状中段部位2、感应部位3以及冷却水回流端4通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位1的进水管6和出水管7，所述进水管6和出水管7在冷却水回流端4相互贯通，所述的进水管6的进口端设有进水管接头8；出水管7的出口端设有出水管接头9；所述感应部位3的进水管6和出水管7还围绕有导电石墨层5，所述导电石墨层5与进、出水管被导电石墨层5围绕后的形状和工件淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管6或出水管7被导电石墨层5围绕处留有与空间暴露的管段，所述进水管6或出水管7与空间暴露的管段至少长30mm，宽5mm；所述进水管6或出水管7暴露的管段上设有喷水孔11，所述的喷水孔11设于感应部位3的上部或下部，所述喷水孔11至少有5个；所述进水管6和出水管7是圆形管、方形管、菱形管或其它形状的管子，所述方形的进水管6或出水管7的喷水孔11的位置上倒有15～75°角，所述喷水孔11的水流方向12可以如图所示的顺时针方向流动，也可以逆时针方向流动。

实施例1

如图1～图5所示，本发明的高频热处理感应棒，包括连接部位1、管状中段部位2、感应部位3、冷却水回流端4、导电石墨层5、进水管6、出水管7、进水管接头8、出水管接头9、固定板10、喷水孔11和水流方向12，所述的感应棒由进水管6和出水管7折弯组成与外部水通道相互循环连接结构，共分成连接部位1、管状中段部位2、感应部位3和冷却水回流端4四段，所述中段部位2、感应部位3以及冷却水回流端4通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述进水管6和出水管7安装在连接部位1上，所述进水管6和出水管7在冷却水回流端4相互贯通，所述的进水管6的进口端设有进水管接头8；出水管7的出口端设有出水管接头9；所述感应部位3的进水管6和出水管7还围绕有导电石墨层5，所述出水管7被导电石墨4围绕处留有与空间暴露的管段，所述出水管7与空间暴露的管段长50mm，宽8mm；所述暴露的管段上设有喷水孔11，所述的喷水孔11设于感应部位3的下部，所述喷水孔11有30个；所述进水管6和出水管7是圆形管。

实施例2

如图1～图3和图6所示，本发明的高频热处理感应棒，包括连接部位1、管状中段部位2、感应部位3、冷却水回流端4、导电石墨层5、进水管6、出水管7、进水管接头8、出水管接头9、固定板10、喷水孔11和水流方向12，所述的感应棒由进水管6和出水管7折弯组成与外部水通道相互循环连接结构，共分成连接部位1、管状中段部位2、感应部位3和冷却水回流端4四段，所述中段部位2、感应部位3以及冷却水回流端4通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述进水管6和出水管7安装在连接部位1上，所述进水管6和出水管7在冷却水回流端4相互贯通，所述的进水管6的进口端设有进水管接头8；出水管7的出口端设有出水管接头9；所述感应部位3的进水管6和出水管7还围绕有导电石墨层5，所述出水管7被导电石墨4围绕处留有与空间暴露的管段，所述出水管7与空间暴露的管段长30mm，宽5mm；所述暴露的管段上设有喷水孔11，所述的喷水孔11设于感应部位3的上部，所述喷水孔11有19个；所述进水管6和出水管7是正方形管，所述正方形的出水管7的喷水孔11的位置上倒有45°角。

实施例3

如图1～图3和图6所示，本发明的高频热处理感应棒，包括连接部位1、管状中段部位2、感应部位3、冷却水回流端4、导电石墨层5、进水管6、出水管7、进水管接头8、出水管接头9、固定板10、喷水孔11和水流方向12，所述的感应棒由进水管6和出水管7折弯组成与外部水通道相互循环连接结构，共分成连接部位1、管状中段部位2、感应部位3和冷却水回流端4四段，所述中段部位2、感应部位3以及冷却水回流端4通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述进水管6和出水管7安装在连接部位1上，所述进水管6和出水管7在冷却水回流端4相互贯通，所述的进水管6的进口端设有进水管接头8；出水管7的出口端设有出水管接头9；所述感应部位3的进水管6和出水管7还围绕有导电石墨层5，所述出水管7被导电石墨4围绕处留有与空间暴露的管段，所述出水管7与空间暴露的管段长60mm，宽10mm；所述暴露的管段上设有喷水孔11，所述的喷水孔11设于感应部位3的上部或下部，所述喷水孔11有19个；所述进水管6和出水管7是正方形管，所述正方形的进水管6或出水管7的喷水孔11的位置上倒有15°角。

实施例4

如图1～图3和图7所示，本发明的高频热处理感应棒，包括连接部位1、管状中段部位2、感应部位3、冷却水回流端4、导电石墨层5、进水管6、出水管7、进水管接头8、出水管接头9、固定板10、喷水孔11和水流方向12，所述的感应棒由进水管6和出水管7折弯组成与外部水通道相互循环连接结构，共分成连接部位1、管状中段部位2、感应部位3和冷却水回流端4四段，所述中段部位2、感应部位3以及冷却水回流端4通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述进水管6和出水管7安装在连接部位1上，所述进水管6和出水管7在冷却水回流端4相互贯通，所述的进水管6的进口端设有进水管接头8；出水管7的出口端设有出水管接头9；所述感应部位3的进水管6和出水管7还围绕有导电石墨层5，所述进水管6被导电石墨4围绕处留有与空间暴露的管段，所述进水管6与空间暴露的管段长34mm，宽6mm；所述暴露的管段上设有喷水孔11，所述的喷水孔11设于感应部位3的上部，所述喷水孔11有12个；所述进水管6和出水管7是长方形管，所述长方形的进水管6的喷水孔11的位置上倒有75°角。

试验应用举例：

1.南宁市某公司，主要从事生产甘蔗压榨的大直径三星齿轮的生产与修复，2016年1月，生产甘蔗压榨的大直径三星齿轮，该三星齿轮采用本发明实施例1的高频热处理感应棒对该大直径三星齿轮的齿面进行高频热处理方法，齿轮齿面所达到的硬化层是5mm，里氏硬度达到600，该甘蔗压榨大直径三星齿轮出厂后在南宁市糖厂在榨季使用了三个月，用户反映，由于齿轮的齿面硬度高，大大提高了甘蔗压榨的生产效率，而且齿轮的耐用度特别高。

2.来宾市某公司，主要从事生产矿山机械的大直径三星齿轮的生产与修复，2016年2月，该齿轮采用本发明实施例4的大直径齿轮高频热处理设备对该大直径三星齿轮的齿面进行高频热处理方法，齿轮齿面所达到的硬化层是4mm，里氏硬度达到600，该矿山大直径齿轮出厂后，供来宾县某矿业公司使用，经过八个月的使用，用户反映，由于齿轮的齿面硬度高，寿命非常高，使用效果很好，到目前为止还在使用，较之前使用其他工厂生产的大直径齿轮的耐用度高了三倍以上。

3.柳州市某公司，主要从事生产甘蔗压榨的大直径三星齿轮的生产与修复，2016年1月，生产甘蔗压榨的大直径三星齿轮，该三星齿轮采用本发明实施例2的高频热处理感应棒对该大直径三星齿轮的齿面进行高频热处理方法，齿轮齿面所达到的硬化层是6mm，里氏硬度达到600，该甘蔗压榨大直径三星齿轮出厂后在玉林市糖厂在榨季使用了半年，用户反映，由于本齿轮较之前使用市面上的大直径三星齿轮的质量更好，硬度更高，提高了甘蔗压榨的生产效率，齿轮的磨损度很少，还可以用于下一个榨季。

Claims (4)

1.一种高频热处理感应棒，其特征在于：包括连接部位（1）、管状中段部位（2）、感应部位（3）、冷却水回流端（4）、导电石墨层（5）和固定板（10），所述连接部位（1）通过固定板（10）与高频热处理设备连接，所述管状中段部位（2）、感应部位（3）以及冷却水回流端（4）通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位（1）的进水管（6）和出水管（7），所述进水管（6）和出水管（7）在冷却水回流端（4）相互贯通，所述感应部位（3）的进水管（6）和出水管（7）还围绕有导电石墨层（5），所述导电石墨层（5）与进、出水管被导电石墨层（5）围绕后的形状和工件淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管（6）或出水管（7）被导电石墨层（5）围绕处留有与空间暴露的管段，所述暴露的管段上设有喷水孔（11）；

所述进水管（6）和出水管（7）是圆形管、方形管、菱形管或其它形状的管子；

所述进水管（6）或出水管（7）与空间暴露的管段至少长30mm，宽5mm；

所述方形的进水管（6）或出水管（7）的喷水孔（11）的位置上倒有15～75°角。

2.根据权利要求1所述的高频热处理感应棒，其特征在于：所述的进水管（6）的进口端设有进水管接头（8）；出水管（7）的出口端设有出水管接头（9）。

3.根据权利要求1所述的高频热处理感应棒，其特征在于：所述出水管（7）或进水管（6）上的喷水孔（11）设于感应部位（3）并与工件淬火面相对应的上部或下部。

4.根据权利要求1所述的高频热处理感应棒，其特征在于：所述喷水孔（11）至少有5个。