半环形感应器的曲轴旋转淬火工艺与固定式曲轴淬火回火工艺的优势

20世纪30年代,曲轴颈采用开合型感应器进行淬火。此项技术由于因存在加热区不均匀、油孔易淬裂、不能实现轴颈圆角淬火等问题,而被采用半环形感应器的曲轴旋转淬火机取代。随后,研究出一项新的曲轴颈感应淬火与回火新工艺,简称SharP-C 工艺。

半环形曲轴颈旋转淬火,特别是连杆颈围绕主轴颈中心线旋转时,转速不能太高,一般为24-32r/min。它要求淬火变压器感应器组、电缆、水管等一起摆动,这些跟踪机构即笨重又要求制造精确,因此,设备制造成本高;其次是半环形感应器结构复杂,使用寿命较低,使曲轴制造商在设备维护费方面平均多费2美元/根。因此,固定加热曲轴感应器与开合型感应器结构不同,其上下两个部分在工作时不接触,但形成封闭的环流。

SharP-C 工艺的曲轴淬火机具有以下优点:

 ⑴操作简单、重现性好、易于维护、设备紧凑,在某些应用中设备占地面积仅为旋转淬火机床的20%。

⑵加热时间短每个轴颈一般为1.5-4s,因此变形较小。而旋转淬火时曲轴颈的加热时间为7-12s。

⑶加热时间短,减少了表面的脱碳与氧化,减少晶粒长大,热传导损耗小。

⑷固定式加热时间的感应器是包住整个轴颈表面的,辐射对流损失小,因此,加热效率高。

⑸淬火工艺的控制性比较好,不易出现马鞍形淬硬层。

⑹这种装置的感应器不使用间隔定位块,使用寿命长。

⑺这种机床除淬火外,同时提供感应回火。回火时间短,温度比一般回火温度略高。

⑻感应器的结构由上下两个厚铜块构件。它由数控机床加工而成,没有任何钎焊部分,因此不易变形,构件少,可靠性高。它与轴颈的间隙比旋转式半环感应器为大,这样减少了应力腐蚀与应力疲劳。这种感应器的使用寿命为半环形感应器寿命的4倍以上。

⑼由于感应器的电磁线呈封闭式,它的功率因数非常高。

⑽固定式加热的节能,来自以下几个方面:

①感应器效率高。

②加热时间短,轴颈往心部、侧面传热少。

③淬火后,到回火工位时,曲轴要冷却到装卸温度。由于曲轴上预热少,因此所需冷却量也减少。

④感应回火更是一个节能工艺,它的回火电效率达到96%-98%,而且能量是局限在轴颈部位,不是整根曲轴全部加热回火。

⑾由于氧化皮减少,对装置的过滤要求降低。

⑿这种工艺节省了装置的空间与占地面积。

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