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發(fā)布時間：2020-12-15 15:30
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FW250分度頭主軸采用高頻淬火設備進行熱處理的具體工藝
FW250分度頭主軸的材料為45鋼。熱處理技術要求：除法蘭盤與中部硬度≤30HRC，其余為45-50HRC。為滿足其技術要求，采用高頻淬火設備進行熱處理，效果良好。
（1）工藝流程 下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一機械加工一φ48.2mm段局部淬火、回火一機械加工一感應淬火、回火一精加工。
（2）熱處理工藝
1）正火。采用高頻淬火設備，加熱溫度為830-850℃，出爐空冷。
2）調(diào)質(zhì)。毛坯經(jīng)粗加工后進行調(diào)質(zhì)處理。其淬火加熱溫度為820-840℃，先水淬30s左右再入油冷卻；高溫回火溫度為610-630℃，空冷。淬火硬度≥50HRC，回火后硬度為235-265HBW。
3）φ48.2mm尺寸局部淬火、回火。選用高頻淬火設備進行局部淬火。其淬火加熱溫度為820-840℃，先水淬20s左右再入油冷卻；回火加熱溫度為340-360℃。
局部淬火部位硬度為45-50HRC，徑向圓跳動不大于加工余量的1/2。
4） 法蘭盤與中部感應淬火、回火。榔頭頭部與尾部的用途不同，頭部是用于錘打別的物件，所以要求較硬、耐磨，但不得開裂。采用高頻淬火設備，感應器選擇自噴水式結構，其內(nèi)徑為淬火部位外徑 （4-6mm）。淬火冷卻介質(zhì)為清潔水。其淬火加熱溫度為880-900℃，陽極電壓為13.5kV，陽極電流為6A，屏極電流為1.2A，主軸連續(xù)淬火的相對移動速度為100mm/min。回火溫度為280-300℃，回火后，硬度＜30HRC。
5）校直。對個別畸變超差件，可采用200kN液壓校直機校正。校直后進行低溫回火，以消除殘余應力。
高頻淬火設備對齒輪進行淬火常見問題及處理對策
不管是滲碳淬火、碳氮共滲淬火、感應加熱淬火還是整體加熱淬火，齒輪高頻淬火冷卻過程可能出現(xiàn)的熱處理質(zhì)量問題主要有：
1、淬火后硬度不足、淬火態(tài)硬度不均、淬火硬化深度不夠；
2、 淬火后心部硬度過高；
3、 淬火變形超差；
4、淬火開裂；
出現(xiàn)這類質(zhì)量問題往往與齒輪的材質(zhì)、前處理、淬火加熱和淬火冷卻有關。在排除材質(zhì)、前處理和加熱中的問題后，淬火介質(zhì)及相關技術的作用就特別突出了。事實上，近年來國外對淬火冷卻的研究也證明，在改進和提高熱處理質(zhì)量的工作中，注意的正是淬火冷卻。
齒輪用高頻淬火設備進行熱處理冷卻中的質(zhì)量問題
一、硬度不足與硬化深度不夠
齒輪高頻淬火冷卻速度偏低是造成齒輪淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不夠的原因，但是，根據(jù)實際淬火齒輪的材質(zhì)、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分為高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。在共析溫度范圍內(nèi)的不同溫度點，都對應著不同的鐵素體和奧氏體平衡量，這樣，只要控制不同的加熱溫度和保溫時間，就可獲得不同比例的鐵索體和珠光體基體組織，在較大幅度內(nèi)調(diào)整鑄鐵的力學性能。比如。對于中小齒輪，淬火硬度不足往往是中高溫階段冷速不足所致，而模數(shù)大的齒輪要求較深淬硬層時，提高低溫冷卻速度就非常必要了。提高所用淬火介質(zhì)的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。
二、淬火后心部硬度過高
這類問題可能與所選介質(zhì)冷速過快或介質(zhì)的低溫冷卻速度過高有關。解決辦法之一是改換淬火油來滿足要求。辦法之二是與淬火介質(zhì)生產(chǎn)廠家聯(lián)系，有針對地加入適當?shù)奶砑觿﹣斫档痛慊鹩偷闹械蜏乩鋮s速度。辦法之三是改用淬透性更低的鋼種。
三、齒輪高頻淬火開裂問題
這個問題主要出現(xiàn)在感應加熱淬火中。選擇好水性淬火介質(zhì)，比如國內(nèi)外普遍采用的PAG類淬火介質(zhì)代替原來使用的自來水，問題便解決了。感應加熱淬火采用PAG介質(zhì)。可以獲得高而均勻的淬火硬度和深而且穩(wěn)定的淬硬層，淬裂危險。
超音頻淬火設備和高頻淬火設備應用在齒輪表面淬火的硬化層分布形式
硬化層分布形式一種：齒根不淬硬，采用回轉加熱的方法，這種淬火方法所達到的效果就是齒面耐磨性提高，彎曲疲勞強度受一定影響，許用彎曲應力低于該鋼材調(diào)質(zhì)后的水平；這種淬火方法一般應用在處理齒輪寬度10-100mm,模數(shù)小于5mm，齒輪的直徑是由設備的功率決定。2、采用中頻淬火爐淬火時，感應器與零件的間隙應均勻一致，旋轉速度與下降速度應匹配，避免出現(xiàn)黑白相間的軟帶，造成耐磨性降低。
第二種、齒根都淬硬需要混轉加熱淬火法，齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強度都得到提高；許用彎曲應力比調(diào)質(zhì)狀態(tài)提高30%-50%，可部分代替滲碳齒輪；一般對齒寬10-100mm。一般淬火件為減少淬火內(nèi)應力、降低脆性、保持高硬度、高耐磨性和高的疲勞強度，往往采用超音頻淬火設備進行回火熱處理。模數(shù)小于等于5mm，火焰淬火的話直徑可達到450mm，一般模數(shù)小于等于6mm，個別情況需要小于等于10mm。
第三種、齒面淬硬，齒根不淬硬，采用單齒連續(xù)加熱淬火的方法，淬火效果為齒面耐磨性提高，彎曲疲勞強度手一定影響，一般硬化層結束離齒根2-3mm處；許用彎曲應力低于該鋼材調(diào)質(zhì)后的水平，這種單齒淬火的方法，齒輪直徑是不受限制的，單齒淬火模數(shù)要大于等于10mm。6、原始組織不均勻，有較嚴重的帶狀組織或碳化物偏析，針對于此，我們應對原材料進行鍛造和預備熱處理，使組織均勻化。
第四種、齒面齒根都要淬硬，沿齒溝連續(xù)加熱淬火，齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強度均提高；許用彎曲應力比調(diào)質(zhì)狀提高30%-5.%，可部分代替滲碳齒輪的。(1)正火消除鍛造應力，均勻組織、細化晶粒，改善切削加工工藝性和表面加工質(zhì)量。這種淬硬分布形式不受齒輪直徑的限制，但是模數(shù)一定到大于等于10mm。齒輪采用超音頻，高頻淬火設備的方式淬火感應器結構也非常嚴謹，要保證感應器充分冷卻的條件下，使感應器提高加熱效率。
