曲轴的感应加热表面淬火

曲轴在大量生产中,广泛采用感应加热表面淬火。淬火方法通常有:采用整圈分开式感应器,曲轴在静止状态下的感应淬火方法和采用半圈淬火感应器,曲轴在旋转状态下的感应淬火方法。

曲轴半圈淬火感应器由有效圈,外侧板,定位块,淬火冷却装置等四个主要部分组成,电流通过有效圈将电能转变成热能,它是由异形紫铜管焊接成一个串联的8字形回路的半圆形施感导体。

曲轴是一个形状复杂的零件,采用整圈分开式感应器使曲轴在静止状态下感应淬火时,感应器所产生的纵向磁场,由于曲柄对磁场的屏蔽,是被加热的曲轴轴颈圆周及轴向各部位产生极大的差异,导致淬火后轴颈圆周各处的轴向硬化区差异极大,静止状态下感应加热,感应器与轴颈的位置相对固定,感应器和轴颈圆周各处的经向间隙无法保持一致,导致淬火后轴颈圆周硬化层深度不均,因此,此种淬火方法已越来越少被采用。

采用半圆淬火感应器曲轴旋转感应加热方法,不仅因为改变了感应器产生的磁场方向,由纵向变为横向,基本消除了曲柄对磁场的屏蔽,从而淬火后轴颈各处的硬化区保持均匀,而且由于曲轴相对感应器做旋转,感应器靠定位块对轴颈做相对的柔性跟踪旋转运动,感应器藉助于定位块,能稳定保持干一个起与轴颈的间隙,保证了淬火后轴颈硬化层深度的均匀性和稳定性。因此,曲轴半圈感应器旋转加热淬火正越来越被广泛运用。

采用半圈感应器旋转加热淬火的优点是硬化层深而均匀,硬化区宽度均匀,能减轻曲轴淬火畸变形量和防止油孔淬裂。曲轴轴颈采用半圆感应加热淬火后,虽然大幅度提高了轴颈耐磨性,单由于轴颈与曲柄链接的圆角R处为淬火,链接处产生较大的拉应力,使曲轴的疲劳强度有所降低。为例适应大功率的汽车,拖拉机,柴油机的需要,采用轴颈,圆角同时感应淬火的方法是十分有效的。

轴颈,圆角同时淬火的淬火感应器,是i轴颈版权淬火感应器的基础上改变有效圆弧形段截面的角度,并增添弧段的导磁体,是圆角R和轴颈同时较强的感应电流下被加热淬火。曲轴经轴颈,圆角同时感应淬火后,不仅可以消除轴颈和圆角交交接处的拉应力,而且使圆角处产生较大的压应力,因为大大提高了曲轴的疲劳强度。锻钢曲轴经轴颈,圆角同时淬火后疲劳强度可以提高一倍以上。而对球磨铸铁曲轴为较大幅度提高疲劳强度往往采用圆角滚压或滚压家渗碳工艺。

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