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大型彈簧鋼片采用超音頻感應淬火設備進行熱處理的工藝分析

大型彈簧鋼片的材料為厚度3mm的65Mn熱軋彈簧鋼板，其化學成分以及金相組織符合設計要求，熱處理后硬度在43-48HRC，平面度≤0.7mm，脫碳層≤0.3mm，表面無裂紋等外觀缺陷。為了提高能力，滿足工作的需要，采用中頻淬火爐進行熱處理是非常有必要的。為滿足上述要求，采用超音頻感應淬火設備進行熱處理，效果良好。

根據65Mn具有良好淬透性的特點，厚度3mm的薄板采用油冷即可獲得要求的硬度和組織性能。經感應淬火設備淬火后的導軌其質量要求如下：（1）淬火表面不得有裂紋、。淬火采用超音頻感應淬火設備進行，用4t的淬火壓床噴油冷卻，硬度高達63HRC，再進行加熱回火。但由于該鋼片的φ466mm的外邊緣與φ17mm孔之間、φ112mm圓周與φ13mm孔之間冷卻先于其他部位，因此是淬火應力集中的部位，冷卻后的畸變很大（呈S形），在350-380℃回火壓緊過程中，上述部位出現裂紋。

分析裂紋產生的具體情況：①首先為機械加工應力的影響，φ17mm、φ13mm孔均是在熱處理以前已經沖出，在粗磨過程中磨削量過大，兩面在磨削過程中均存在較大的機械加工應力，熱處理前未及時消除。本文簡單介紹了閥片的熱處理工藝分析及實施要點，希望對您的工作有所幫助。②熱應力的影響，該鋼具有過熱敏感性，淬火過程中產生較大的淬火應力，脆性增加，要消除淬火后產生的熱應力與組織應力，必須及時回火以降低硬度和脆性，提高彈性極限、塑性和韌性等，同時該鋼具有第二類回火脆性，應在回火結束后快冷，對其進行400-450℃的回火，是為了滿足顯微組織和硬度的需要，而此時已經將引起鋼片微塑變的主要因素消除或明顯減弱。

為了獲得要求的硬度、組織、變形量，對粗磨后的鋼片增加500-600℃的一邊高溫回火，其目的是消除磨削時存在的加工應力；針對淬火應力和脆性大的具體情況，將淬火加熱溫度降低10℃左右，采用4t壓床噴油冷卻，減小淬火應力；提高回火溫度，加快其組織轉變的速度以及提高回火后的冷卻速度；以及改進設計結構等。正火溫度采用960℃，比滲碳溫高30℃，使齒還在滲碳前就消除鍛造熱應力及組織缺陷，獲得組織一致且均勻的齒坯。

高頻淬火和（超音頻）中頻淬火的區別

1、高頻淬火淬硬層淺（1.5~2mm）、硬度根據客戶工件材質不同硬度要求不同、工件不易氧化、變形小、淬火質量好、生產，適用于摩擦條件下工作的零件，如一般較小的齒輪、軸類（所用材料為45號鋼、40Cr）；

2、超音頻淬火硬度層（1.5-3mm）

3、中頻淬火淬硬層較深（3~5mm），適用于承受扭曲、壓力負荷的零件，如曲軸、大齒輪、磨床主軸等（所用材料為45號鋼、40Cr、9Mn2V和球墨鑄鐵）。

感應加熱時，工件截面上感應電流的分布狀態與電流頻率有關。感應淬火：同樣采用中頻淬火爐進行，加熱溫度為880-900℃，噴水冷卻，在φ36mm，φ12。電流頻率愈高，集膚效應愈強，感應電流集中的表層就愈薄，這樣加熱層深度與淬硬層深度也就愈薄因此，可通過調節電流頻率來獲得不同的淬硬層深度。常感應加熱速度極快，只需幾秒或十幾秒。淬火層馬氏體組織細小，機械性能好。工件表面不易氧化脫碳，變形也小，而且淬硬層深度易控制，質量穩定，操作簡單，特別適合大批量生產常用于中碳鋼或中碳低合金鋼工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具鋼或鑄鐵件，一般零件淬硬層深度約為半徑的1／10時，即可得到強度、耐疲勞性和韌性的良好配合。感應加熱表面淬火不宜用于形狀復雜的工件，因感應器制作困難 .

超音頻感應加熱 30～36kHz 淬硬層能沿工件輪廓分 中小模數齒輪表面熱處理是通過改變零件表層組織，以獲得硬度很高的馬氏體，而保留心部韌性和塑性(即表面淬火)，或同時改變表層的化學成分，以獲得耐蝕、耐酸、耐堿性,及表面硬度比前者更高(即化學熱處理)的方法。熱處理過程中，影響熱處理效果的因素有很多，如熱處理工藝、原材料等。 根據電流頻率,感應加熱表面淬火,可以分為:高頻淬火;100-1000kHz. 中頻淬火;1-10kHz. 工頻淬火;50Hz超音頻淬火：10-100KHZ

齒輪超音頻淬火設備使用領域：

1.各種齒輪、鏈輪、軸類的淬火。

2.各種半軸、板簧、撥叉、氣門、搖臂、球頭銷等汽車配件的淬火。

3.各種內燃機配件、減速機配件的淬火。

4.機床行業的機床導軌的淬火處理（車床、銑床、刨床、沖床等）。

5.各種鉗子、刀剪、斧頭、錘子等手工工具的淬火。

6.砼泵管內壁淬火、混凝土輸送泵淬火、羊角錘在線淬火設備。