床体导轨表面高频淬火的研究,表面高频淬火,高频淬火,高频淬火设备,高频淬火机,高频淬火机床,链轮高频淬火机,高频淬火炉,齿轮高频淬火设备,高频淬火热处理

  收稿日期：1999-12-13作者简介：李慧云，女，副教授，大学专科毕业，现从事教学科研工作。现代技术现代工艺床体导轨表面高频淬火的研究宁夏重工业职工大学，宁夏银川750002宁夏机械研究所，宁夏银川750001要：对床体导轨高频淬火感应器的设计及导轨表面热处理工艺作了较为深入的探讨，并对结果进行了系统的分析。关键词：床体导轨；感应器；表面高频淬火中图分类号：TG156文献标识码：文章编号：3床体导轨是机床的关键部位，随着机床不断向高精度、高效率、高度自动化和大型化发展，对床体导轨提出了更高的要求，床体导轨表面淬火也慢慢变得受到重视。本文将从以下方面做探讨。床体导轨的材料方面床体导轨大多采用与床身一体的铸铁导轨，表面不允许有砂眼、气孔、疏松、尖角等缺陷，一般都会采用HT200HT300两种材料，成份性能见表床体导轨材料的化学成份和性能牌号化学成份SiMn机械性能抗拉强度HT2003.14!3.41.5!2.00.6!0.90.120.2#200#400187!24549HT3002.8!3.21.3!1.70.8!1.10.120.15#300#540187!24529.42感应加热设备我国普遍采用国产高频设备G60，频率250kHz，功率60kG100，频率250kHz，功率100。设备通电加热后，应选择耦合和反馈的最合适位置，保证高频振荡器在效率最高的情况下进行工15%!20%时振荡器的效果最好负荷试验期间震荡管的屏流、栅流额定值震荡管型号槽路电压／kVFU431S2.60.5233S12.52.510为确保热处理工艺的实施，使用时还应按设备说明书的操作程序严格操作，按规定的灯丝预热时间进行灯丝预热，回路电容器冷却水出水温度应不高于35，其余冷却系统应不高于55淬火移动装置床体放在一个通过减速器带动的专用驱动器上，感应器固定在专门设计的感应器小车上（见图感应器的设计加热感应器决定着电磁能量的输出和能否集中在加热区域内，所以必须根据不同导轨形状确定合理的感应器，由于导轨相对较长，若采用固定式的感应器就很难保证淬火过程中不短路和硬化层的均匀性，因此采用小车式的感应器，主要由加热冷却圈、支承板、定位轮等部分所组成。感应器加热冷却圈采用双回路仿形式结构，间隙量一般为2.5!3mm，淬火喷水角与导轨面成45角，喷水孔直径为1mm，尾部有一段紫铜丝编成直径为10mm线，外面套上软胶管以便于浮动。支承板用10!15mm的夹布塑料板制成，连接感应器与定位轮等件。定位轮一般要装排，以保证导轨两端部淬火时小车不翻转，这可使床身与感应器之间的间隙保持不变。高频感应加热淬火时，淬火表面上要求的单位功机械研究与应用MECHANICALRESEARCH&ALICATIONVol13No22000-06率通常为0.5!10kW，为了改善加热效率，根据导轨表面形状，加热感应器圈上放置若干个氧化铁导磁体，它具有极高的导磁率（单位电阻为10-210-7cm），可使感应器的电感系数增加数倍，原理是利用其驱流作用，将高频电流驱至同零件表面相邻的一面，把磁力线的逸散和漏磁减小到最低程度，集中磁场的磁力线，可使感应器磁力线更靠近零件，明显提高感应器的效率。为防止尖角部熔化，该部位不加导磁体，这样可有效地保证加热表面温度的均匀化，避免加热熔化和淬火裂纹，保证淬火硬度的一致性。垫圈MS螺母MS滚轮螺杆10.支承螺母11.滚轮螺杆12.支承螺杆13.感应器14.滚轮轴15.支承板16.连接板17.滚轮螺杆18.支承螺杆19.滚轮轴20.滚轮螺杆21.支承螺杆22.感应器23.感应器24.滚轮螺杆25.滚轮轴26.支承板27.支承螺杆28.滚轮螺杆29.滚轮轴30.连接板31.感应器32.支承螺杆33.滚轮螺杆34.滚轮螺杆35.支承板36.滚轮轴37.轴承822738.滚轮轴39.支承螺杆40.支承螺杆）床体导轨预先热处理为了消除铸造应力和机械加工应力，床体导轨面在粗加工之后，要安排人工时效，工艺见图，这样还可为以后的热处理做好组织准备，并能减少淬火后的变形和开裂，确保质）床体导轨预变形处理床体导轨淬火变形除受到加工应力和组织应力以及高频电规范的影响外，影响最大的是床体导轨的结构，床体导轨淬火后的变形，一般规律为两端上翘，为保证淬火后磨成品导轨有充足的均匀淬硬层，采用高频淬火前精刨工序中导轨中间预变形上凸0.3!0.4mm淬火温度最佳的淬火温度是获得奥氏体组织，并在磷共晶熔点（953C）以下，因为只有转变为奥氏体后，才能在快速冷却后获得高硬度的马氏体组织，磷共晶熔融会使耐磨性降低，考虑到获得耐磨性较高的隐针状或细针状马氏体组织，加热温度不可过高，如温度过高，淬火后金相组织粗大，并可能在随后的快速冷却时产生裂纹（见图）；若温度过低，会使导轨硬度和淬硬层深度达不到技术方面的要求。通过对淬火后金相组织与硬度的检查，选择淬火温度为900!950C较适应。VOI13NO2200006机械研究与应用MEHANALREEARH&APPLATN导轨淬火裂纹床体导轨淬火后的回火很难，传统的靠淬火余热进行自身回火作用也不大，资料证明，床体导轨淬火后不回火，对导轨质量并无影响。硬度与金相组织4.1影响淬火后硬度的因素导轨淬火硬度不仅与淬火温度有关，也取决于材料的基体硬度，见图。材料的基体硬度由原材料的化合碳含量所决定，它们之间的关系见图基体硬度与化合碳含量的关系4.2淬火后硬度与淬硬层深度最佳淬火温度应保证获得最高硬度，淬后硬度应大于!#45，以保证导轨的耐磨性和常规使用的寿命，导轨的淬硬层深度由导轨的厚度使用年数的限制、年磨损量、设备更新期和更新期内的大修次数等因素确定，感应淬火硬化层过深，对机械性能尤其是会明显降低。实践表明，中小型普通车床导轨淬硬层深度在1.2～18mm即可满足使用，见图4.3金相组织）淬火前金相组织淬火前基体组织要求珠光体，含量应在95%以上，呈细片状均匀分布；碳化15%不连续均匀分布；石墨为型分布形状，其长度应控制在级，粗大的石墨片易引起淬火裂纹，游离铁素体数量小于5%不连续均匀分布，因为它在快速加热下来不及溶解到奥氏体中去，会影响淬硬层硬度和耐磨性；此外，铸铁中磷共晶应控制在0.3%以下，因其熔点较低，淬火时易熔化造成裂纹。）淬火后金相组织导轨感应加热高频淬火应严控马氏体的等级和残余奥氏体量，粗针状马残余奥氏体的耐磨性高一倍，因此最佳的淬火金相组织应为隐晶马氏体（或细针状马氏体）磷共晶，磷共晶不允许有熔融现象，棱角表面处允许出现中等针状的马氏体。导轨淬火质量检查为使淬火后的质量稳定，每批床体导轨淬火前对 与淬火导轨形状相同的试块进行淬火，淬后检查试 块，试块淬火质量达到一定的要求后，方可对床身实施淬火。 通过实际生产考核，试块和床体导轨淬火工艺参数相 同时，其淬火后的结果也是极近似的。故试块导轨淬 火结果能认为床体导轨淬火的结果。对试块或床 体导轨应进行以下几项检查： 导轨淬硬层深度的宏观检查，将导轨试块淬火后截横纵截面检查淬硬层深 导轨淬火后硬度，在生产中对试块用洛氏硬度计测定，床身用肖氏硬度计测定。 淬火后的金相组织，要符合工艺技术要求，即隐晶（或细针状）马氏体 外观，导轨淬火部位表面不允许有裂纹和烧损。 结论床体导轨表面高频感应淬火，工艺切实可行，提 高了导轨的耐磨性，延长了机床导轨的常规使用的寿命，已 为实验和生产所验证，是一项效果非常明显的工艺措施。 参考文献： 械工业出版社，1982. 北京：机械工业出版社，1985. 机械研究与应用MECHANICALRESEARCH&APPLICATION V13 导轨淬火裂纹床体导轨淬火后的回火很难，传统的靠淬火 余热进行自身回火作用也不大，资料证明，床体导轨 淬火后不回火，对导轨质量并无影响。 硬度与金相组织4.1 影响淬火后硬度的因素 导轨淬火硬度不仅与淬火温度有关，也取决于材 料的基体硬度，见图 。材料的基体硬度由原材料的化合碳含量所决定，它们之间的关系见图 基体硬度与化合碳含量的关系4.2 淬火后硬度与淬硬层深度 最佳淬火温度应保证获得最高硬度，淬后硬度应 大于 !#45 ，以保证导轨的耐磨性和常规使用的寿命，导轨 的淬硬层深度由导轨的厚度使用年数的限制、年磨损量、设 备更新期和更新期内的大修次数等因素确定，感应淬 火硬化层过深，对机械性能尤其是 会明显降低。实践表明，中小型普通车床导轨淬硬层深度在 1.2～ 18mm 即可满足使用，见图 4.3金相组织 ）淬火前金相组织淬火前基体组织要求珠 光体，含量应在 95% 以上，呈细片状均匀分布；碳化 15%不连续均匀分布；石墨为 型分布形状，其长度应控制在 级，粗大的石墨片易引起淬火裂纹，游离铁素体数量小于 5% 不连续均匀分布，因为它在 快速加热下来不及溶解到奥氏体中去，会影响淬硬层 硬度和耐磨性；此外，铸铁中磷共晶应控制在 0.3% 以下，因其熔点较低，淬火时易熔化造成裂纹。 ）淬火后金相组织导轨感应加热高频淬火 应严控马氏体的等级和残余奥氏体量，粗针状马 残余奥氏体的耐磨性高一倍，因此最佳的淬火金相组织应为隐晶马氏体（或细针状 马氏体） 磷共晶，磷共晶不允许有熔融现象，棱角表面处允许出现中等针状的马氏体。 导轨淬火质量检查为使淬火后的质量稳定，每批床体导轨淬火前对 与淬火导轨形状相同的试块进行淬火，淬后检查试 块，试块淬火质量达到一定的要求后，方可对床身实施淬火。 通过实际生产考核，试块和床体导轨淬火工艺参数相 同时，其淬火后的结果也是极近似的。故试块导轨淬 火结果能认为床体导轨淬火的结果。对试块或床 体导轨应进行以下几项检查： 导轨淬硬层深度的宏观检查，将导轨试块淬火后截横纵截面检查淬硬层深 导轨淬火后硬度，在生产中对试块用洛氏硬度计测定，床身用肖氏硬度计测定。 淬火后的金相组织，要符合工艺技术要求，即隐晶（或细针状）马氏体 外观，导轨淬火部位表面不允许有裂纹和烧损。 结论床体导轨表面高频感应淬火，工艺切实可行，提 高了导轨的耐磨性，延长了机床导轨的常规使用的寿命，已 为实验和生产所验证，是一项效果非常明显的工艺措施。 参考文献： 械工业出版社，1982. 北京：机械工业出版社，1985. 机械研究与应用MECHANICALRESEARCH&APPLICATION V13 导轨淬火裂纹床体导轨淬火后的回火很难，传统的靠淬火