感应淬火常见问题及解决措施
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感应加热淬火常见的缺陷感应加热淬火常见缺陷的主要原因和防止方法如下:1)硬度不足和软点a.弓箭含碳量低或工件表面严重脱碳都会降低表面淬火硬度.含碳量低于0.3%的钢材不宜进行感应加热淬火.若脱碳现象不太严重,在随后的磨削加工中能将脱碳层磨去,并仍能满足淬硬层硬度很深度的要求,这不营销使用.此外,工件脱碳后也可采用渗碳处理来弥补.b.加热温度过低,加热层奥氏体化不充分,甚至还有未溶铁素体存在,必然导致硬度不足.加热温度过低主要是电参数选择不合理或电参数加热时间不足导致的,只要重新合理调整电参数或时代那个延长加热时间,便可消除此缺陷.c.冷却不足而产生硬度偏低和软点是感应即热表面淬火中较常见的情况.尤其是采用喷射冷却时往往会因为喷水压力不够高.喷水时间不够长或喷水孔布置不当,喷射角度不一致计喷射孔堵塞等原因造成此类缺陷.因此,除了感应器及喷水装置的合理设计及制造外,对于操作者而言经常检查喷射是消除此类弊端的有效方法.d.工件安放时产生偏心会造成加热和冷却的不均匀,产生局部硬度不足,轴类另加连续加热淬火时自传的速度和另见对感应器的移动速度不协调会产生螺旋状的软带.只要慎重操作,合理调整即可避免.2)淬裂a.当工件含碳量和行含锰量过高是,淬火开裂倾向严重.这时应该略为降低加热温度.对高碳工具钢,器原始组织必须是球化组织,才有利于避免开裂.b.过热经常会引起淬裂,尤其是尖叫.键槽,圆孔边缘等处很易产生过热和应力集中,所以最易出现裂纹.为了防止在此部位出现裂纹,最尽量避免对这部位加热淬火,即合理分布淬硬区,对于有带孔,槽的工件需要淬火时,可在该处用铜塞或刚塞将孔填堵后再加热.避免局部过热,从而有效的消除淬裂现象.也可填充浸过水的石棉绳减轻或消除局部过热,这是因为水能吸收过热部位的热量.c.冷却速度过大也易使工件淬裂,因高频淬火都采用喷射冷却,所以水压太大或冷却时间太长,水温太低等都极易产生开裂.d.未经退火,正在处理的返修件,第二次淬火液易造成裂纹.e.高频淬火后,若淬硬区分布不合理,会在淬硬层表面形成残留拉应力,他能引起零件的淬火开裂,杜宇局部淬硬的若各淬硬区之间的距离很近.则在中间过渡区会产生早起疲劳损坏,因此,淬硬区的分布对零件的使用寿命影响很大,为避免这种缺陷,一般都要求两个局部淬硬区之间距离不应小于10mm,对带有台阶的轴类硬件,应该在台阶部位有一定宽度(5-8mm)的未淬区.轴端应保留2-8mm的非淬硬区等.在感应加热淬火过程中除了应注意防止产生以上这些缺陷外,由于感应加热淬火的电参数经常会受网路电压等外界因素的影响产生较大的波动,为此,需经常抽检产品,并随时根据产品质量调整有关参数,以保证产品质量的合格稳定.。
高频热处理设备淬火感应器的使用和维护?感应器俗称高频头,感应器在整个高频、中频、超音频感应加热加热过程中起到很关键的作用,感应器的结构、形状和尺寸是感应淬火技术的核心问题,对零件的感应淬火质量,生产效率和能量消耗,有着直接的影响,因为开发合适的感应圈是感应淬火获得优质、高效、节能的重要途径。
在感应器的制作过程中需要注意的问题前面我们已经说明过了,且制作铜线圈时,应注意铜件随着变形程度越大会变得越坚硬。
因此,大多数制造者每弯几下就退一次火,来缓解这种情况先加热到通红,然后迅速入水冷却,这些中间退火过程可防止制做中管道破裂。
作为高频感应加热设备的专业研制厂家,我们认为感应器维护和保养方法也很重要!感应器作为高频感应加热设备中的重要组成部分,从选料、到设计、制作自然都马虎不得的。
每副感应器都是根据热处理工件规格、形状,选用优质紫铜管量身定做的。
一般在大量生产,感应器最好有三套,意识生产使用,二套是在维护组进行维修,一套在工具库备用,感应器长期使用也会有磨损,不注重维护和保养,不仅会缩短感应器的使用寿命,也会直接影响热处理效果质量,那么日常使用的过程中感应圈该如何维护呢?下面从几个方面说明一下:1、要正确的安装:设备使用的最基本要求就是正确的安装,而且接触板不管是螺栓、凸轮等,都要紧贴着淬火变压器的输出端,而且接触面需要清洁干净,不能够有氧化皮。
同时有效圈与工作间隙一定要达到规定值,防止短路等事故的发生。
2、对淬火加热的工件应符合工件尺寸要求。
工件的尺寸工艺一样要符合相对的感应器,工件淬火面的尺寸和定位面都要符合工序要求,以防止感应器被碰坏。
3、定期检查有效圈尺寸,对于有效圈一定要定期检查,如果发现误差等一定要及时的更改。
有效圈与工作的间隙必须达到规定值,避免生产短路,烧伤等。
因此有效圈轴心与工件轴心尽可能同心,相关定位块,板与必须保持平行或者垂直位置。
4、及时清洗、擦干净有效圈工作面,工件淬火面不允许有残留铁屑,感应器与工件接触会打火烧坏高频感应器。
淬火易出现的问题及解决方法(一)淬火易出现的问题及解决问题一:淬火不均匀•原因:–材料不均匀或存在内部缺陷–淬火介质温度不均匀–淬火过程中材料受冷却介质的影响不均匀•解决方法:–使用质量稳定、无内部缺陷的优质材料–控制淬火介质的温度,确保均匀性–加强淬火工艺研究,调整冷却介质的流速和温度,提高均匀性问题二:淬火变形或开裂•原因:–材料冷却过程中产生的内应力超过材料的强度极限–材料形状复杂或厚度不均匀,导致冷却过程不均匀–淬火介质的温度或冷却速度选择不当•解决方法:–优化材料的形状设计,避免过于复杂或不均匀的厚度–控制淬火介质的温度和冷却速度,避免产生过大的内应力–使用适当的预淬火或回火工艺,调整材料内部应力分布,减少变形或开裂的风险问题三:淬火硬度不符合要求•原因:–材料的组织状态不合适–淬火温度选择不准确–淬火介质选择错误或控制不当•解决方法:–优化材料的热处理工艺,确保组织状态符合要求–通过试验和实践确定合适的淬火温度范围–针对不同材料选择适当的淬火介质,并控制冷却速度,以达到所需的硬度问题四:淬火后强度不稳定•原因:–淬火过程中产生的残余应力导致材料强度波动–淬火后材料的晶粒尺寸和组织状态不稳定•解决方法:–通过适当的回火工艺降低残余应力,增加材料的稳定性–控制热处理过程中的冷却速度和回火温度,以稳定材料的晶粒尺寸和组织状态以上是淬火易出现的问题及解决方法的总结。
通过优化材料选择、淬火工艺的调整和回火工艺的控制,我们可以解决淬火过程中遇到的各种问题,从而获得满足要求的材料性能。
问题五:淬火后的表面质量不理想•原因:–材料表面存在氧化物或杂质–淬火介质中含有污染物–淬火过程中产生的气泡或烟碱•解决方法:–在淬火之前,对材料进行表面清洁,去除氧化物和杂质–选用纯净的淬火介质,避免污染物对材料表面造成影响–控制淬火过程中温度和冷却速度,减少气泡或烟碱的产生问题六:淬火过程中能耗较高•原因:–淬火介质的温度过高,导致能量损耗增加–淬火介质的循环和冷却系统不合理,造成能量浪费•解决方法:–优化淬火介质的温度和冷却速度,尽量减少能量损耗–对淬火介质的循环和冷却系统进行调整和优化,提高能量利用率问题七:淬火后材料的尺寸变化较大•原因:–淬火介质的温度和冷却速度选择错误,导致材料尺寸变化过大–材料的形状设计和尺寸控制不合理•解决方法:–确定适当的淬火温度和冷却速度范围,以减小尺寸变化–在材料的形状设计和尺寸控制上进行优化,避免过大的尺寸变化以上是淬火易出现的问题以及解决方法的总结。
感应加热表面淬火常见缺陷分析及预防方法硬度不足火软点、软带1.淬火件含碳量过低应预先化验材料化学成分,保证淬火件ωc>0.4%2.表面氧化、脱碳严重淬火前要清理零件表面的油污、斑迹和氧化皮3. 加热温度太低或加热时间太短正确调整电参数和感应器与工件件相对运动速度,以提高加热温度和延长保温时间。
可以返淬,但淬前应进行感应加热退火。
4.零件旋转速度和零件(感应器)移动速度不协调而形成软带调整零件转速和零件(或感应器)移动速度。
5.感应圈高度不够火感应器中有氧化皮适当增加感应圈高度,经常清理感应器。
6.汇流条之间距离太大调整汇流条之间距离为1-3mm。
7.淬火介质中优杂质或乳化剂老化更滑淬火介质。
8.冷却水压力太低锅冷却不及时增加水压,加大冷却水流量,加热后及时喷水冷却。
9.零件在感应器中的位置偏心或零件弯曲严重调整零件和感应器的相对位置,使个边间隙相等;如是零件弯曲严重,淬火钱应进行校直处理。
淬硬层深不足1.频率过高导致涡流透入深度过浅调整电参数,降低感应加热频率。
2.连续淬火加热时零件与感应器之间相对运动速度过快采用预热-加热淬火。
3.加热时间过短可以返淬,但返淬前应金属感应加热退火。
淬硬层剥落产生的原因是表面淬硬层硬度梯度太大,或硬化层太浅,表面马氏体组织导致体积膨胀等。
应对措施是正确调整电参数,采用预热-加热淬火,加深过渡层深度。
淬火开裂1.钢中碳和锰的含量偏高可在试淬试调整工艺参数,也可调整淬火介质,2.钢中夹杂物多、呈网状或成分有偏析或含有有害元素多检查非金属夹杂物含量和分布状况,毛坯需要反复锻造。
3.倾角处或键槽等尖角处加热时出现瞬时高温而淬裂中尖角倒圆,淬火前用石棉绳火金属棒料堵塞沟槽、空洞。
4.冷却速度过大而且不均匀降低水压,减少喷水量,缩短喷水时间。
5. 淬火介质选择不当更具工艺要求选择合适的淬火介质。
6.回火不及时或回火不足淬火后应及时回火,淬火与回火之间的停留时间,对于碳钢或铸件不应超过4h,合金钢不应超过0.5h。
解决花键轴感应淬火变形的一种措施花键轴是一种常用于传动装置中的关键零件,其在使用过程中容易出现感应淬火变形的问题。
感应淬火变形是指花键轴在淬火过程中由于温度变化引起的不均匀收缩,导致轴身变形、偏斜或翘曲等现象。
这种变形会对花键轴的使用性能和传动效果产生负面影响,因此需要采取相应的措施来解决该问题。
一种解决花键轴感应淬火变形的措施是采用预热处理。
预热处理是指在进行淬火处理之前,先对花键轴进行适当的加热处理。
预热处理可以通过提高花键轴的温度,使其达到一定的均匀状态,从而减少淬火过程中的温度梯度,降低变形的风险。
预热处理的具体步骤包括加热、保温和冷却三个阶段。
首先,将花键轴放入预热炉中进行加热,加热温度通常为花键轴材料的临界温度以上。
加热时间应根据花键轴的尺寸和材料来确定,一般需要较长的时间以保证花键轴充分加热。
加热过程中要控制加热速度,避免温度梯度过大导致不均匀加热。
加热到一定温度后,需要进行保温处理。
保温时间应根据花键轴的尺寸和材料来确定,一般需要较长的时间以保证花键轴的温度均匀。
保温过程中要注意控制温度,避免温度过高或过低导致不均匀保温。
保温结束后,需要对花键轴进行冷却处理。
冷却可以通过将花键轴放入冷却介质中进行。
冷却介质的选择应根据花键轴的材料来确定,一般可以选择油、水或空气等作为冷却介质。
冷却过程中要注意控制冷却速度,避免温度梯度过大导致不均匀冷却。
通过预热处理,可以使花键轴达到均匀的温度状态,减少淬火过程中的温度梯度,从而降低感应淬火变形的风险。
预热处理可以提高花键轴的整体强度和稳定性,使其在传动装置中能够更好地发挥作用。
除了预热处理,还可以采用其他措施来解决花键轴感应淬火变形的问题。
例如,可以在淬火过程中采用适当的冷却介质,调整冷却速度,以减少温度梯度。
此外,还可以对花键轴进行合理的设计和加工,以提高其整体结构的稳定性和抗变形能力。
解决花键轴感应淬火变形的一种措施是采用预热处理。
通过预热处理,可以使花键轴达到均匀的温度状态,减少淬火过程中的温度梯度,降低感应淬火变形的风险。
法兰轴薄法兰内端面的感应淬火容易被淬透的解决措施1. 问题的提出法兰轴如图1所示,材料为40Cr,总长度215mm.轴体部分的直径为60mm、长度210mm,圆柱外表面淬火,淬硬层深度1~3mm,硬度45~50HRC.法兰部分直径为90mm,厚度仅为5mm,内端面表面淬火,淬硬层深度:1~3mm,硬度45~50HRC.感应淬火的方式为立式扫描淬火,从法兰的内端面开始,自下而上扫描淬火.图1 法兰轴淬火要求在感应淬火过程中,法兰部分极易被加热,过烧,产生淬透的现象,不能满足技术要求.后经过多次工艺参数的调整,效果均不明显.这就需要另辟蹊径,采取新的方式来解决法兰边被淬透的问题.2. 原因分析法兰轴的圆柱体的实体厚实,材料热容量较高,在感应淬火过程中,采用的是透入式加热(即淬火加热层小于感应电流热透入深度).透入式淬火加热层的温度分布,从外到里依次为:表面过热层、淬火加热层(全奥氏体层)、加热过渡层.表面过热层的深度很小,可以忽略不计,数值取0.淬火加热层会不断地向柱体内纵深推进,直至达到感应电流的透入深度.根据法兰轴圆柱体部分的热处理层深1~3mm的技术要求,法兰轴淬火时的实际淬硬层深控制在2mm左右最合适.加热过渡层远小于淬火加热层,其一般层深为感应电流透入深度的0.25~0.3倍,即深度为1mm左右.语境的创设,也称为语境构建,是表达者对表达的有意识的准备。
在理解了言语的目的和语境可能受限的情况之后,语言表达者在条件许可的范围内有意识地为自己准备充分的外部条件。
它是由语言表达者构建的语境,是在真实条件的前提下进行的创造性活动。
在课堂教学中,教师根据表达的实际需要,在主客观条件许可的情况下,进行的课前教学活动的预设和准备就是课堂教学语境的创设。
为达到最佳淬火效率,感应电流的透入深度应为4mm左右比较适合,则:总加热热流扩展深度≈表面过热层深度+过感应电流的透入深度+加热过渡层的深≈0+4+1≈5(mm)同理,当感应器加热到法兰内端面时,总加热层深度为5mm,而法兰的厚度也为5mm.因此,法兰被加热透,淬火时就会被淬透,导致零件报废.3. 解决措施根据上述原因分析,要解决法兰轴的法兰被淬透的问题,一是改变零件的结构,增加法兰的厚度,不产生淬透的现象,这个方案显然是不可行的,因为零件图不能改动;二是通过热传导的方式将法兰外端面的热量导出,从而保证法兰轴的内端面的淬硬层深度.措施一:水冷却传热,如图2所示.制作一个冷却水盒,设置有进水口和出水口,进水口通入冷却的淬火液.法兰轴的外端面与冷却淬火液直接接触,其热量被冷却淬火液吸走,并从冷却水盒的出水口流出.水盒内孔与法兰外径的间隙0.1~0.3mm,调整好水盒进水口和出水口的流量,使进水口的流量略大于出水口的流量,水就不会从间隙中飞溅出来,如果稍微涌出一点水,不影响淬火效果.总之,知识增值服务范围与类型,由系统所有可能用户的所有可能需求来具体确定。
淬火易出现的问题及解决方法
淬火是一种金属材料的热处理方法,可以提高材料的硬度和强度。
在淬火过程中可能出现以下问题:
1. 非均匀淬火:由于材料的形状、组织结构和尺寸的不同,淬火后的硬度和强度可能会出现不均匀分布。
解决方法可以采用多次淬火、适当改变淬火介质的工艺参数以及合理的加热和冷却速度控制。
2. 出现裂纹:材料在淬火过程中由于温度梯度影响,可能出现内部或表面的裂纹。
解决方法可以通过加强材料的均匀加热和冷却过程,避免急冷和过热,适当地进行回火处理,消除内部应力。
3. 变形或翘曲:一些材料在淬火过程中由于温度变化引起的体积变化可能会导致材料的变形或翘曲。
解决方法可以采用预热处理,减小温度梯度;在淬火后进行回火处理,减小材料的内应力。
4. 高温氧化:在高温环境下,金属材料可能会与空气中的氧气发生反应,产生氧化层。
解决方法可以采用保护气氛或真空条件下的淬火,减少材料与氧气接触;在淬火后进行酸洗或电解去氧化。
5. 淬火介质的选择:不同的金属材料需要选择合适的淬火介质。
解决方法可以根据材料的成分和要求,选用适当的淬火介质,如水、油或盐。
总的来说,淬火过程中出现的问题需要合理设置工艺参数,选择适当的淬火介质,进行必要的热处理工艺控制,以获得理想的材料性能。
防止零件表面尖角部位感应淬火开裂方法摘要:零件表面尖角部位感应淬火开裂是一种常见的质量问题。
本文旨在对防止零件表面尖角部位感应淬火开裂的方法进行研究和探讨。
通过对该问题的分析,我们得出了多种防止零件表面尖角部位感应淬火开裂的方法,并进行了实验验证。
实验结果表明,我们提出的方法可以有效地减少零件表面尖角部位感应淬火开裂的发生率,从而提高零件的质量和使用寿命。
关键词:感应淬火;开裂;尖角部位;防止;实验验证正文:零件表面尖角部位感应淬火开裂是一种常见的质量问题,它往往会导致零件在使用中出现严重的断裂和损坏,严重影响零件的使用寿命和安全性能。
该问题的发生与材料的组织结构、淬火工艺、设备参数等因素密切相关。
为了解决这一问题,本文对其进行了深入的研究和探讨,提出了以下几种防止零件表面尖角部位感应淬火开裂的方法:1.改变材料的组织结构:通过调整材料的成分和处理工艺,可以改变材料的组织结构和性能,从而有效地减少零件表面尖角部位感应淬火开裂的发生率。
2.调整淬火工艺参数:在淬火工艺中调整淬火时间、温度、速度等参数,可以有效地控制零件表面尖角部位的温度梯度,从而减少感应淬火的发生。
3.提高感应淬火设备的精度:使用高精度的感应淬火设备,可以减少零件表面尖角部位的温度梯度,从而减少感应淬火的发生。
4.设计合理的零件结构:在零件设计中,应该尽量避免使用尖角形状的部位,或者在尖角部位进行圆弧处理,以减少感应淬火的发生。
为了验证以上方法的有效性,我们进行了一系列实验。
实验结果表明,通过采取上述方法,可以有效地减少零件表面尖角部位感应淬火开裂的发生率。
特别是在采用改变材料组织结构和调整淬火工艺参数的方法后,零件的质量和使用寿命明显得到了提高。
因此,在实际生产中,我们应该针对不同的零件结构和材料特性,采取相应的措施来防止零件表面尖角部位感应淬火开裂的发生,以提高零件的质量和可靠性。
除了上述提到的方法外,还有一些其他的防止零件表面尖角部位感应淬火开裂的措施。
淬火常见问题与解决方法与技巧Ms点随C%的增加而降低淬火时,过冷沃斯田体开始变态為麻田散体的温度称之為Ms 点,变态完成之温度称之為Mf点。
%C含量愈高,Ms点温度愈降低。
0.4%C碳钢的Ms温度约為350℃左右,而0.8%C碳钢就降低至约200℃左右。
淬火液可添加适当的添加剂(1)水中加入食盐可使冷却速率加倍:盐水淬火之冷却速率快,且不会有淬裂及淬火不均匀之现象,可称是最理想之淬硬用冷却剂。
食盐的添加比例以重量百分比10%為宜。
(2)水中有杂质比纯水更适合当淬火液:水中加入固体微粒,有助於工件表面之洗净作用,破坏蒸气膜作用,使得冷却速度增加,可防止淬火斑点的发生。
因此淬火处理,不用纯水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。
(3)聚合物可与水调配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液,甚為方便,且又无火灾、污染及其他公害之虞,颇具前瞻性。
(4)乾冰加乙醇可用於深冷处理容液:将乾冰加入乙醇中可產生-76℃之均匀温度,是很实用的低温冷却液。
硬度与淬火速度之关联性只要改变钢材淬火冷却速率,就会获得不同的硬度值,主要原因是钢材内部生成的组织不同。
当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线,此时沃斯田体变态温度较高,沃斯田体会生成波来体,变态开始点為Ps点,变态终结点為Pf点,波来体的硬度较小。
若冷却速度加快,冷却曲线不会切过Ps曲线时,则沃斯田体会变态成硬度较高的麻田散体。
麻田散体的硬度与固溶的碳含量有关,因此麻田散体的硬度会随著%C含量之增加而变大,但超过0.77%C后,麻田散体内的碳固溶量已无明显增加,其硬度变化亦趋於缓和。
淬火与回火冷却方法之区别淬火常见的冷却方式有三种,分别是:(1)连续冷却;(2)恆温冷却及(3)阶段冷却。
為求淬火过程降低淬裂的发生,临界区域温度以上,可使用高於临界冷却速率的急速冷却為宜;进入危险区域时,使用缓慢冷却是极為重要的关键技术。
因此,此类冷却方式施行时,使用阶段冷却或恆温冷却(麻回火)是最适宜的。
感应淬火时孔洞的边缘出现淬火裂纹
工件的圆柱面或平面上如有孔洞,在进行高频淬火时,孔洞的缘则很容易产生放射状的淬火裂纹。
其裂纹的一般形式}析裂纹的原因是由于存在孔洞,感应淬火时其致使感应电流无法穿过孔洞,而只能在孔洞的周围绕行通过,因此就造成孔洞周围的电流分布的不均匀。
根据感应加热的原理可知,孔洞轴线两侧的涡流密度明显比线垂直的两侧的涡流密度大,因此前者形成了高温加热区,后者区域温度较低,具体见图5 -10。
由此可见孔洞周围的加热温度有较大的差异,因此淬火组织转变的过程有快慢之分,势必造成硬化层深度的不同,故在孔洞的周围产生了热应力和组织应力等,这是孔洞出现开裂的根源。
另外工件上孔洞的大小、结构以及边缘的冷却等因素的影响,将造成该区域冷却速度加剧,也增加了产生裂纹的敏感性,这一点已经得到了证明。
对于孔洞在感应淬火后容易出现淬火裂纹的问题,要采取有效的措施和手段,即确保孔洞的周围的温度一致。
热处理操作者和技木人员在生产实践中总结出以下方法,实用性强、操作方便,得到了广泛的应用。
①在孔洞中塞进低碳钢销子,使销子的顶面与孔洞的表面平齐,这样感应加热时孔洞的周围通过的流密度均匀一致,因此加热温度相同,从而有效避免了孔洞边缘淬火裂纹的产生。
②将孔洞对应的喷水孔堵塞,以此来改善孔洞周围的冷却条件,由喷水冷却变为了流水冷却,降低了冷却速度,因此也可有效防止淬火裂纹的发生。
③孔洞中添人石棉绳或湿的木塞,尽管不能改变孔洞周围的加热温度的不均匀性,但可以降低孔洞边缘的淬火冷却速度,因此在一定程度上起到防止孔洞边缘裂纹产生的作用。
902018年 第6期 热加工F失效分析ailure Analysis钟形壳感应淬火裂纹的产生及其防止措施■ 陈富全等速万向节是汽车传递转矩到轮胎的重要部件,由变速轴端的滑动万向节、轮胎端的固定万向节及中间的传动轴构成。
感应淬火件主要是钟形壳,其淬火的部位是花键杆部及内球道,材质为55钢。
1. 钟形壳感应淬火內腔淬火电源频率采用8kHz 。
电源功率选250kW 加热内腔球道时,外表面有辅助喷液器进行冷却。
杆部淬火电源频率采用12kHz ,电源功率选160kW 。
硬化层范围:六槽淬火起始位置为0~5m m ;花键端淬火起始位置为距端头7.5~11mm 。
内腔感应淬火:设备采用V C-100,感应器是双圈一次加热感应器,PAG 淬火冷却介质浓度10%、温度14℃。
工件有两种型号:501型 、507型,两种零件内腔尺寸相同,501型壁薄一些,实物如图1、图2所示。
工艺摘要:通过对钟形壳感应淬火裂纹件的切样分析得出结论,裂纹处的淬硬层较深,金相组织粗大,通过调整感应器与工件的位置关系,同时采用合适的PAG 淬火冷却介质浓度、温度,完全解决了钟形壳内腔和杆部感应淬火裂纹问题。
关键词:钟形壳;感应淬火;裂纹;淬硬层;防止措施扫码了解更多图样分别如图3、图4所示,淬火工艺参数分别如表1、表2所示。
图3、图4中,技术要求C 1处(距端口6m m )表面硬度58~62HRC (淬火后59~64HRC ),有效淬硬层深度(550H V 1)1.0~2.6m m ;C 2处(距口部17m m )表面硬度58~62H R C (淬火后59~64H R C ),有效淬硬层深度(550H V1)1.5~3.0m m ;C 3处(距口部30m m )表面硬度58~62HRC (淬火后图1 501型钟形壳图2 507型钟形壳图3 501型钟形壳淬火工艺图样912018年 第6期热加工F失效分析ailure Analysis59~64H R C ),有效淬硬层深度(550H V1)1.0~2.6m m ;A 1(花键根部)、A 2、A 3、A 4(花键根部)处表面硬度58~62HRC (淬火后59~64HRC );A 1、A 2、A 4处有效淬硬层深度(550HV1)2.5~5.0mm ;A 3处有效淬硬层深度(550HV1)1.5~4.0mm 。
中频炉感应淬火件常见淬火缺陷,主要有硬度不够、软块、变形超差与淬火裂纹,还有局部烧熔等。
1、表面淬火后硬度不够:表面淬火后硬度不够是罪常见的问题,其原因亦是多方面的。
1)材料因素①火花鉴别法:这是最简单的方法,检查工件在砂轮上磨出的火花,可大致知道工件的含碳量是否有变化,含碳量越高,火花越多。
②直读光谱仪鉴别钢材的成分,现代化的直读光谱仪能在极短的时间内,将工件材料的各种元素及其含量进行检验并打印出来,可确定钢材是否符合图样要求。
③排除工件表面贫碳或脱碳因素,较常见的冷拔钢材,材料表面有一层贫碳或脱碳层,此时表面硬度低,使用砂轮或锉刀去掉0.5mm后,再测定硬度,如果发现该处硬度比外面为高,并达到要求,这表面工件表面有贫碳或脱碳层。
为进一步验证此问题,可用金相显微镜观察,表面贫碳层得组织与次层得显微组织明显不同,表面只有少量托氏体及大量铁素体,而次层则为马氏体,如果将此样品在保护气体下正火后在检验,表层只有少量珠光体,而次层则有该钢号应有的珠光体面积,如45 钢,珠光体面积接近50%。
2)淬火加热温度不够或预冷时间长淬火加热温度不够或预冷时间太长,致使淬火时温度太低。
以中碳钢为例,前者淬火组织中含有大量未溶铁素体,后者其组织为托氏体或索氏体。
3)冷却不足①特别在扫描淬火时,由于喷液区域太短,工件淬火后,经过喷液区后,心部热量又使表面自回火(阶梯轴大台阶在上位时最易产生),此时表面自回火温度过高,常能从表面颜色及温度感测到。
②一次加热法时,冷却时间太短,自回火温度过高,或由于喷液孔因水垢减少了喷液孔截面积,导致自回火温度过高(带喷液孔的齿轮淬火感应器,最易产生次弊病)。
③淬火液温度过高,流量减少,浓度变化,淬火液中混有油污等。
④喷液孔局部堵塞,其特点是局部硬度不足,软块区常与喷液孔堵塞位置相对应。
感应加热设备之表面热处理表面淬火常见缺陷及对策信息编辑:郑州高氏发布时间:2012-06-21 用交流电流流向被卷曲成环状的导体(通常为铜管),由此产生磁束,将金属放置其中,磁束就会贯通金属体,在与磁束自缴的方向产生窝电流(旋转电流)这感应电流在窝电流的影响下产生发热用这样的加热方式就是感应加热。
由此,对金属等被加热物体,在非接触的状态下就能加热。
这时窝电流的特性是在线圈接近的物体上集中感应加热在物体的表面上较强里边较弱的特点,用这样的原理来在被加热体的必要的地方集中加热达到瞬间加热效果由此相对生产量,工作量都提高。
硬度不足产生原因:1. 单位表面功率低,加热时间短,加热表面与感应器间隙过大,使感应加热温度降低,淬火组织中有较多的未溶铁素体2. 加热结束至冷却开始的时间间隙太长,喷液时间短,喷液供应量不足或喷液压力低,淬火介质冷却速度慢,使组织中出现托氏体等非马氏体组织对策:1.提高比功率,延长加热时间,减小感应器与工件表面距离2.加大喷液供应量,减少加热结束至冷却开始的时间,提高冷却速度软点三产生原因:喷水孔堵塞或喷水孔太稀,使表面局部区域冷却速度降低对策:检查喷水孔软带产生原因:轴类工件连续加热淬火时,表面出现黑白相间的螺旋带或沿工件运动方向的某一区域出现直线黑带。
黑色区域存在有未溶铁素体、托氏体等非马氏体组织。
产生的原因是1.喷水角度小,加热区返水2.工件旋转速度与移动速度不协调,工件旋转一周感应器相对移动距离较大3.喷水孔角度不一致,工件在感应器内偏心旋转对策1.加大喷水角度2.协调工件旋转速度与感应器移动速度3.保证工件在感应器内同心旋转淬火裂纹 c 产生原因:1.过热(如轴端裂纹,齿面弧形裂纹)2.冷却过于激烈3.钢材含碳量较高,开裂倾向急剧增加4.工件表面沟槽、油孔使感应电流集中5.未及时回火对策1.降低比功率,减少加热时间,增大感应器与表面距离,同时加热时降低感应器高度2.采用冷速较缓慢的淬火介质,降低喷液供给量和喷液压力3.精选碳含量,使 45 钢中的碳控制在下限,采用冷却速度缓慢的淬火介质4.用铁屑堵塞5.及时回火或采用自行回火畸变产生原因:感应淬火时,多数表面为热应力型畸变。
为了控制畸变量,应减少热量向心部传递对策:采用透入式加热,提高比功率,缩短加热时间。
轴类工件采用旋转加热,能减少弯曲畸变。
为防止齿轮轴内径收缩,内孔加防冷盖,使之与淬火介质隔绝。
薄壁齿轮淬火时,对内孔喷水加速冷却,可控制内径胀大硬化区分布不合理产生原因:淬硬区与非淬硬区位于工件应力集中处,由于该处存在残余拉应力峰,容易发生断裂对策:使硬化区离开应力集中的危险断面 6~8mm ,或对截面过渡的圆角也进行淬火强化或滚压强化硬化层过厚产生原因:对于小模数齿轮同时加热淬火后,齿部几乎全部淬透,使用过程中易断齿对策:在工艺上选用频率高的设备,提高单位面积上的功率,缩小感应器与工件的间隙,减少加热时间,可减少硬化层厚度表面灼伤产生原因:由于感应器与工件短路,使工件表面出现烧伤痕迹和蚀坑对策:保证感应器与工件之间合适的距离感应加热 4 大效应:1、集肤效应:交变电流通过导体时其截面上电流密度做不均匀分布,最大值在导体的表面层,且以指数函数规律向心部衰减.2、邻近效应:两个载流导体的电流方向相同时,电流从两导体的外侧流过,即导体相邻表面的电流密度最小;反之,如果电流方向相反时,电流从两导体的内侧流过,即导体相邻表面的电流密度最大。
这种现象成为高频电流的邻近效应。
频率越高,两导体靠的越近,邻近效应越显著。
3、环状效应(又叫圆环效应或环流效应):高频电流通过圆柱形状、圆环状或螺旋圆柱管状件时,最大的电流密度分布集中在圆柱状(圆环状或螺旋圆柱管状)零件的内侧,即圆环内侧的电流密度最大,这种现象称为圆环效应。
4、尖角效应:将尖角(棱角)或形状不规则的零件放在圆环形的感应器中,如果零件的高度小于感应器高度,感应加热时,在零件中的尖角部位或棱角部分由于涡流强度大,加热激烈,在极短时间内升高温度,并造成过热,这种现象称为尖角效应 .感应加热淬火常见缺陷及防止方法感应加热淬火常见缺陷及防止方法名称:硬度不足或软点、软带产生原因:1.淬火件用钢含碳量过低2.表面氧化、脱碳严重3.原始组织晶粒粗大。
球墨铸铁件原始组织中的珠光体量太少4.加热温度过低或加热时间太短5.冷却水压力太低,冷却水量不足,或冷却不及时6.感应圈高度不够,感应器中有氧化皮7.汇流条之间距离太大8.零件旋转速度和零件(或感应器)移动速度不协调,形成软带9.感应器喷水孔的角度不一致10.零件在感应器中位置偏心或零件弯曲厉害11.淬火介质中有杂质,乳化剂老化防止方法:1.感应加热淬火件碳的质量分数一般大于0.4% ,预先化验材料成分2.淬火前要清理零件表面的油污、斑迹和氧化皮3.控制原始组织晶闰度。
球墨铸铁件感应加热淬火前需正火处理,使珠光体体积分数大于70% 4.适当提高淬火温度,使钢中铁素体充分溶解,得到单一奥氏体组织或适当延长淬火加热时间5.增加水压,加大冷却水流量,加热后及时喷水冷却6.适当增加感应器高度,经常清理感应器7.调整汇流条之间距离为1~3mm 8.调整零件的转速和零件(或感应器)移动速度,当零件移动速度ν为1~24mm/min 时,零件转速n=60v 可以避免淬火软带的形成9.如调整不好,需更换感应器10.调整零件和感应器的相对位置,使各边间隙相等,零件弯曲厉害淬火前要进行校直11.更换介质名称:淬火开裂产生原因:1.钢中含碳量、含锰量偏高2.钢中夹杂物多、呈网状,成分有偏析,含有害元素多3.加热温度过高,温度不均匀,零件上尖角沟槽、圆孔处应力集中4.冷却速度过大而且不均匀5.淬火介质选择不当6.回火不及时,回火不足7.材料淬透性偏高8.返修件未经退火、正火9.零件结构设计不合理,技术要求不当防止方法:1.零件含碳量和含锰量不应超过上限。
试淬时,可调整工艺参数,也可调整淬火介质2.高碳钢和高碳合金钢感应加热淬火前需进行球化退火,检查非金属夹杂物含量和分布状况,毛坯须进行反复锻造3.调整电参数,降低单位面积电功率,缩短加热时间。
淬火前用石棉绳或金属棒料堵塞沟槽、孔洞;尖角倒圆;轴端留非淬硬区4.降低水压,减少喷水量,缩短喷水时间5.改用冷却能力低的淬火剂。
用油、聚乙烯醇水溶液或其它乳化剂作为合金钢淬火剂6.淬火后及时回火,淬回火之间的停留,对于碳钢或铸铁不超过4h ,合金钢不超过0.5h 。
回火不足时,适当延长回火时间7.材料淬透性高时,可以选用冷却慢的淬火介质8.返修件须经过退火、正火后,再感应加热淬火9.建议设计部门,修改不合理的结构设计,提出切实可行的工艺要求名称:淬火畸变产生原因:轴杆类零件:硬化层不均匀,通常零件弯向淬硬层较浅或无淬硬层一侧长条形零件淬硬层不对称齿轮:圆柱齿轮内也一般缩小0.01~0.05mm ,外径不变或缩小0.01~0.03mm 对于内外径之比小于1.5 的薄壁齿轮,内孔和外径有胀大的趋向,双联齿轮呈喇叭口齿形变化是齿厚一般表现为中间凹0.002~0.005mm 公法线变化一般为0.02~0.05mm (淬油时倾向胀大,淬火时倾向缩小)齿轮壁厚不均,各部位公法线变化量将有较大差别内也键槽畸变防止方法:轴承杆类零件:工件与感应器同心转动加热时淬火,回火后矫直淬硬层对称淬回火后矫直齿轮:在满足淬硬层要求的前提下,采用较大的比功率,缩短加热时间端面加盖,防止内孔过早冷却齿坯加工后,先进行一次高频正火,然后加工内孔和铣齿,可显显减少内孔收缩至0.005~0.02mm设计要合理,工艺路线安排在正确,使齿轮壁厚均匀和形状对称选择适当的冷却方法,用较缓和的冷却介质齿轮各部分设计得尽量匀称留磨削余量或增加预收缩量内孔有键槽的齿轮,应先进行齿轮高频淬火,最后插键槽感应加热淬火常见的缺陷感应加热淬火常见缺陷的主要原因和防止方法如下: 1)硬度不足和软点a. 工件含碳量低或工件表面严重脱碳都会降低表面淬火硬度.含碳量低于0.3%的钢材不宜进行感应加热淬火.若脱碳现象不太严重,在随后的磨削加工中能将脱碳层磨去,并仍能满足淬硬层硬度很深度的要求, 这不营销使用.此外,工件脱碳后也可采用渗碳处理来弥补.b. 加热温度过低,加热层奥氏体化不充分,甚至还有未溶铁素体存在,必然导致硬度不足.加热温度过低主要是电参数选择不合理或电参数加热时间不足导致的,只要重新合理调整电参数或时代那个延长加热时间,便可消除此缺陷.c. 冷却不足而产生硬度偏低和软点是感应即热表面淬火中较常见的情况.尤其是采用喷射冷却时往往会因为喷水压力不够高.喷水时间不够长或喷水孔布置不当,喷射角度不一致计喷射孔堵塞等原因造成此类缺陷.因此,除了感应器及喷水装置的合理设计及制造外,对于操作者而言经常检查喷射是消除此类弊端的有效方法.d. 工件安放时产生偏心会造成加热和冷却的不均匀,产生局部硬度不足,轴类另加连续加热淬火时自传的速度和另见对感应器的移动速度不协调会产生螺旋状的软带.只要慎重操作,合理调整即可避免. 2)淬裂a. 当工件含碳量和行含锰量过高是,淬火开裂倾向严重.这时应该略为降低加热温度.对高碳工具钢,器原始组织必须是球化组织,才有利于避免开裂.b. 过热经常会引起淬裂,尤其是尖叫.键槽,圆孔边缘等处很易产生过热和应力集中,所以最易出现裂纹.为了防止在此部位出现裂纹,最尽量避免对这部位加热淬火,即合理分布淬硬区,对于有带孔,槽的工件需要淬火时,可在该处用铜塞或刚塞将孔填堵后再加热. 避免局部过热从而有效的消除淬裂现象.也可填充浸过水的石棉绳减轻或消除局部过热,这是因为水能吸收过热部位的热量.c. 冷却速度过大也易使工件淬裂,因高频淬火都采用喷射冷却,所以水压太大或冷却时间太长,水温太低等都极易产生开裂d. 未经退火,正在处理的返修件,第二次淬火液易造成裂纹.e. 高频淬火后,若淬硬区分布不合理,会在淬硬层表面形成残留拉应力, 他能引起零件的淬火开裂,杜宇局部淬硬的若各淬硬区之间的距离很近.则在中间过渡区会产生早起疲劳损坏,因此,淬硬区的分布对零件的使用寿命影响很大,为避免这种缺陷,一般都要求两个局部淬硬区之间距离不应小于10mm,对带有台阶的轴类硬件,应该在台阶部位有一定宽度(5-8mm)的未淬区.轴端应保留2-8mm 的非淬硬区等. 在感应加热淬火过程中除了应注意防止产生以上这些缺陷外,由于感应加热淬火的电参数经常会受网路电压等外界因素的影响产生较大的波动,为此,需经常抽检产品,并随时根据产品质量调整有关参数,以保证产品质量的合格稳定.。