國際先進的感應(yīng)淬火技術(shù) 工藝發(fā)展與應(yīng)用

時間：2011-04-14 14:21:35 來源：作者：

現(xiàn)代汽車生產(chǎn)是高效率、環(huán)保型、大規(guī)模的流水生產(chǎn)。感應(yīng)熱處理技術(shù)由于具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點，符合現(xiàn)代汽車生產(chǎn)需要，得到了廣泛的應(yīng)用，技術(shù)水平迅速提升。
　　國際先進的感應(yīng)淬火技術(shù)
　　1、電源
　　國外IGBT、MOSFET和SIT全固態(tài)晶體管電源技術(shù)逐步成熟，并已商品化、系列化，目前有1200kW、50kHz；50~100kHz、30~600kW；300kW、80kHz；低頻段有取代晶閘管電源趨勢；MOSFET多采用并聯(lián)振蕩電路，SIT多采用串聯(lián)諧振電路，功率高達1000 kW、頻率200kHz和400kW、400kHz。它們都是電子管式高頻電源的理想替代產(chǎn)品。當(dāng)輸出功率與電子管電源相同時，節(jié)電35%～40%，節(jié)省安裝面積50%，節(jié)約冷卻水40%～50%。隨著科技的進步，在高頻感應(yīng)淬火領(lǐng)域，MOSFET有望取代SIT。

　　2、淬火機床
　　感應(yīng)淬火機床更加趨向自動化，CNC控制逐漸增多，自動分檢零件與自動識別進機零件功能的機床增多。
　�。�1）通用淬火機床
　　通用淬火機床朝柔性化方向發(fā)展，一臺淬火機床可以對不同性能要求的不同零件感應(yīng)加熱淬火。德國研制的一種曲軸淬火機床，法蘭件感應(yīng)淬火柔性加工系統(tǒng)略加調(diào)整能處理不同尺寸的相似工件；對于軸類零件在一定直徑范圍內(nèi)（如30mm）與長度300～800 mm范圍內(nèi)，對于相似淬火要求的軸類零件，淬火機能自動編制14種程序，自動識別進機零件；Robotron.Eiotherm最近推出了雙主軸立式淬火機，在一個緊湊的工藝單元內(nèi)進行工件的淬火與回火，能處理輪軸、三槽套及其他萬向節(jié)件，轉(zhuǎn)換工件只需2～5min，用計算機編程，根據(jù)工件號在2 min內(nèi)就可調(diào)出有關(guān)工藝數(shù)據(jù)；一汽引進的GH公司數(shù)控淬火設(shè)備通用性強、自動化程度，在復(fù)雜零件上可實現(xiàn)多段變功變速，編程容易、操作方便。圖1是GH公司的數(shù)控淬火機床。
　　（2）專用淬火機床
　　專用淬火機床更加專用化，采用機械手上下零件，加熱、淬火、回火、校直、檢查完全自動進行。先進的計算機控制技術(shù)可以監(jiān)控并屏幕顯示淬火過程和工藝參數(shù)，跟蹤全部操作過程，如發(fā)現(xiàn)故障或工藝參數(shù)偏離給定值，便自動修正或自動列出不合格零件，使控制系統(tǒng)暫停工作并報警，同時屏幕上顯示故障性質(zhì)和所要修正的動作。更先進的控制系統(tǒng)還適應(yīng)材料化學(xué)成分的波動，并自動調(diào)整比功率或加熱時間，以保證感應(yīng)淬火零件的質(zhì)量。例如日本高周波熱煉株式會社川崎工廠的臥式半軸淬火機床，上尾廠可同時淬三根半軸，群馬廠可同時淬兩根半軸，機床實際上是感應(yīng)熱處理生產(chǎn)線，全過程除校直、熒光探傷檢查需一名工人外，其余全部自動進行。
　�。�3）機器人的應(yīng)用
　　日本高周波熱煉株式會社制造的一臺立式通用淬火機床上配置一臺機器人，機器人將一個二匝的感應(yīng)器進行依次平面掃描，使一塊塑料板變色，雖然使用電源功率只3 kW，但也可以看出機器人在感應(yīng)熱處理中的應(yīng)用趨勢。
　　（4）機電一體化
　　將電源、淬火機床、冷卻系統(tǒng)組成成套裝置，具有占地面積小、生產(chǎn)效率高、一次安裝調(diào)試容易等優(yōu)點。國外最近問世的曲軸固定加熱淬火裝置占地面積僅為組合式成套裝置的1/4。
　　3、淬火工藝
　�。�1）靜止式曲軸感應(yīng)淬火
　　采用靜止式曲軸感應(yīng)淬火新技術(shù)的最初的兩臺裝置在福特公司V6和V8曲軸淬火和回火工藝中得以應(yīng)用，表現(xiàn)出了良好的市場前景。其特點是：加熱時間短，一般僅為1.5～4s，傳統(tǒng)工藝是7～12s；電效率高、成本低；感應(yīng)器與工件之間允許有較大間隙，調(diào)整方便；操作簡單、重復(fù)性好、易于維護；占地面積小，僅為原來的20%左右。
　　（2）低淬透性鋼齒輪淬火
　　現(xiàn)在俄羅斯許多汽車工廠廣泛采用低淬透性鋼進行整體感應(yīng)加熱表面淬火，已大量應(yīng)用于汽車、拖拉機后橋齒輪、挖掘機齒輪、傳動十字軸、火車車廂用滾動軸承、汽車板簧、鐵路螺旋彈簧等，取得了較大的經(jīng)濟效益。
　�。�3）雙頻感應(yīng)加熱淬火
　　國外雙頻淬火主要用于齒輪。20世紀(jì)90年代，美國用10kHz中頻和150kHz高頻電源，先讓齒輪在中頻感應(yīng)器中加熱，然后迅速降到高頻感應(yīng)器中加熱，最后落入油中淬火。進入21世紀(jì)，此工藝又有新進展，如GH公司采用電力電子開關(guān)轉(zhuǎn)換頻率，使齒輪的齒頂和齒跟的加熱更加均勻，更好地保證了齒輪的淬火質(zhì)量。

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