專利名稱：臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法及其專用感應(yīng)線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法及其專用感應(yīng)線圈，屬于金屬熱處
理工藝及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以往的工藝方法，要想做到臺(tái)階軸淬硬層為4-7mm，必須使用中頻淬火機(jī)床，中頻
淬火機(jī)床的特點(diǎn)是，工件淬硬層深度為5-10mm，這樣一來(lái)在中頻淬火機(jī)床上，就無(wú)法完成
2-5mm淬硬層的工件，這樣的話就無(wú)法實(shí)現(xiàn)同一臺(tái)設(shè)備完成多個(gè)工藝要求的工件。 如圖1所示為一臺(tái)階軸，所述臺(tái)階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸與小徑軸之
間有過(guò)度圓角R，其中大徑軸直徑D1與小徑軸直徑D2之間差為10-14mm，要求大徑軸和小
徑軸的硬化層的深度為4-7mm，過(guò)度圓角R處硬化層的深度大于2mm即如圖1中虛線為淬硬
層終止位置。 淬硬工序是關(guān)系到臺(tái)階軸的表面硬度及強(qiáng)度的重要工序，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)這種臺(tái)階軸的一般采用感應(yīng)熱處理淬硬，感應(yīng)電源一般需用中頻感應(yīng)電源?，F(xiàn)有工藝存在以下問(wèn)題；
1.容易產(chǎn)生臺(tái)階軸感應(yīng)淬火開(kāi)裂；
2.感應(yīng)加熱淬火采用兩次裝夾，生產(chǎn)效率低； 3.大徑軸和小徑軸之間過(guò)度圓角R處， 一般采用延長(zhǎng)加熱時(shí)間來(lái)加熱，容易使尖角處過(guò)熱燒化或淬裂。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種能使階梯軸的過(guò)度圓角處達(dá)到一定的淬硬層深度，且能簡(jiǎn)化臺(tái)階軸的加工工序的臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法及其專用感應(yīng)線圈。 本發(fā)明所采取的技術(shù)措施是 —種臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法，所述臺(tái)階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸
與小徑軸之間有過(guò)度圓角，根據(jù)大徑軸選擇合適的感應(yīng)線圈，然后將感應(yīng)線圈包裹在需要
淬火部分，并使臺(tái)階軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)線圈的輸入電壓為380V，超音頻感應(yīng)加熱電源的輸
入功率為150KW-250KW，超音頻感應(yīng)加熱電源的振蕩頻率為25-40KHZ。 本發(fā)明所述臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法，按以下步驟進(jìn)行 1)利用感應(yīng)線圈將臺(tái)階軸加熱16-20s，使其表面溫度達(dá)到600-70(TC，并停頓加
熱2-5s ; 2)再次利用感應(yīng)線圈將臺(tái)階軸加熱16-20s，使其表面溫度達(dá)到840-900°C ;
3)斷開(kāi)感應(yīng)線圈的電源后對(duì)臺(tái)階軸需要淬火部分進(jìn)行淬火噴淋，時(shí)間為30-35s。
所述的噴淋壓力為0. 1-0. 15MPa，淬火介質(zhì)的溫度為20_30°C ，噴淋密度為25-40m3/cm2s。 —種所述臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法的專用感應(yīng)線圈，具有支架、兩個(gè)導(dǎo)磁體
3和若干組鑲嵌在導(dǎo)磁體的凹槽內(nèi)的線圈，該支架具有兩個(gè)上下平行設(shè)置的橫截面為弧形的導(dǎo)熱面，所述兩個(gè)導(dǎo)磁體分別設(shè)置在所述導(dǎo)熱面上，且該導(dǎo)熱面的直徑與大徑軸的直徑一致。 上述的專用感應(yīng)線圈，所述導(dǎo)熱面上連接有水排。
本發(fā)明的有益效果 利用超音頻感應(yīng)電源和專用的感應(yīng)線圈，通過(guò)對(duì)感應(yīng)線圈的輸入電壓，超音頻感應(yīng)加熱電源的輸入功率為，超音頻感應(yīng)加熱電源的振蕩頻率、加熱停留時(shí)間和噴淋參數(shù)的控制，對(duì)臺(tái)階軸進(jìn)行感應(yīng)熱處理。不僅保證了臺(tái)階軸的淬硬層深度，且利用余熱進(jìn)行自回火，進(jìn)而縮短了加工周期，降低了生產(chǎn)成本。


圖1為臺(tái)階軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為感應(yīng)線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為淬硬后過(guò)度圓角處的金相圖。
圖4為淬硬后大徑軸處的金相圖。
1、支架，2、導(dǎo)磁體，3、水排，4、導(dǎo)熱面。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明以便于本領(lǐng)域人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案。 如圖1所示所述臺(tái)階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸與小徑軸之間有過(guò)度圓角，本發(fā)明用于上述臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法，根據(jù)大徑軸選擇合適的感應(yīng)線圈，然后將感應(yīng)線圈包裹在需要淬火部分，并使臺(tái)階軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，的輸入電壓為380V，超音頻感應(yīng)加熱電源的輸入功率為150KW-250KW，，超音頻感應(yīng)加熱電源的振蕩頻率為25-40KHZ。
所述臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法，按以下步驟進(jìn)行 1)利用感應(yīng)線圈將臺(tái)階軸加熱16-20s，使其表面溫度達(dá)到600-70(TC，并停頓加熱2-5s ; 2)再次利用感應(yīng)線圈將臺(tái)階軸加熱16-20s，使其表面溫度達(dá)到840_90(TC ;
3)斷開(kāi)感應(yīng)線圈的電源后對(duì)臺(tái)階軸需要淬火部分進(jìn)行淬火噴淋，時(shí)間為30-35s。
所述的噴淋壓力為0. 1-0. 15MPa，淬火介質(zhì)的溫度為20_30°C ，噴淋密度為25-40m3/cm2s。 如圖2為上述用于臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法的專用感應(yīng)線圈，具有支架1、兩個(gè)導(dǎo)磁體2和若干組鑲嵌在導(dǎo)磁體2的凹槽內(nèi)的線圈，該支架1具有兩個(gè)上下平行設(shè)置的橫截面為弧形的導(dǎo)熱面4，所述兩個(gè)導(dǎo)磁體2分別設(shè)置在所述導(dǎo)熱面4上，且該導(dǎo)熱面4的直徑與大徑軸的直徑一致。 為了方便淬火處理，所述導(dǎo)熱面4上連接有水排3。
本發(fā)明中所述的淬火介質(zhì)可以選擇水、油或聚丙烯酸鈉。 參考圖3淬硬后過(guò)度圓角處的金相圖和圖4為淬硬后大徑軸處的金相圖，檢驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)上述淬火方法處理的臺(tái)階軸的淬火硬度為HRC50-53，淬火組織為M6級(jí)，淬火后過(guò)
4度圓角處的淬硬層厚度大于2mm，淬硬后大徑軸處淬硬層的厚度大于4mm，這說(shuō)明本發(fā)明淬 火方法滿足了技術(shù)要求，這說(shuō)明用超音頻淬火機(jī)床，然后再結(jié)合此工藝的話就可以完全達(dá) 到工件淬硬層2-7mm的要求，這樣一來(lái)就可以大大減少公司對(duì)設(shè)備的投入，尤其適合中小 型企業(yè)。
權(quán)利要求
一種臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法，所述臺(tái)階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸與小徑軸之間有過(guò)度圓角，其特征在于根據(jù)大徑軸選擇合適的感應(yīng)線圈，然后將感應(yīng)線圈包裹在需要淬火部分，并使臺(tái)階軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)線圈的輸入電壓為380V，超音頻感應(yīng)加熱電源的輸入功率為150KW-250KW，超音頻感應(yīng)加熱電源的振蕩頻率為25-40KHZ。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行1) 利用感應(yīng)線圈將臺(tái)階軸加熱16-20s，使其表面溫度達(dá)到600-70(TC，并停頓加熱2-5s ;2) 再次利用感應(yīng)線圈將臺(tái)階軸加熱16-20s，使其表面溫度達(dá)到840-900°C ;3) 斷開(kāi)感應(yīng)線圈的電源后對(duì)臺(tái)階軸需要淬火部分進(jìn)行淬火噴淋，時(shí)間為30-35s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法，其特征在于所述的噴淋壓力為0. 1-0. 15MPa，淬火介質(zhì)的溫度為20-30。C，噴淋密度為25-40m3/cm2s。
4. 一種權(quán)利要求1所述臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法的專用感應(yīng)線圈，其特征在于具有支架(D、兩個(gè)導(dǎo)磁體(2)和若干組鑲嵌在導(dǎo)磁體(2)的凹槽內(nèi)的線圈，該支架(1)具有兩個(gè)上下平行設(shè)置的橫截面為弧形的導(dǎo)熱面(4)，所述兩個(gè)導(dǎo)磁體(2)分別設(shè)置在所述導(dǎo)熱面(4)上，且該導(dǎo)熱面(4)的直徑與大徑軸的直徑一致。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的專用感應(yīng)線圈，其特征在于所述導(dǎo)熱面(4)上連接有水排(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種臺(tái)階軸超音頻感應(yīng)淬火的方法，所述臺(tái)階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸與小徑軸之間有過(guò)度圓角，根據(jù)大徑軸選擇合適的感應(yīng)線圈，然后將感應(yīng)線圈包裹在需要淬火部分，并使臺(tái)階軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)線圈的輸入電壓為380V，超音頻感應(yīng)加熱電源的輸入功率為150KW-250KW，超音頻感應(yīng)加熱電源的振蕩頻率為25-40KHZ。本發(fā)明還提供了上述方法的專用感應(yīng)線圈，具有支架、兩個(gè)導(dǎo)磁體和若干組鑲嵌在導(dǎo)磁體的凹槽內(nèi)的線圈，該支架具有兩個(gè)上下平行設(shè)置的橫截面為弧形的導(dǎo)熱面，所述兩個(gè)導(dǎo)磁體分別設(shè)置在所述導(dǎo)熱面上，且該導(dǎo)熱面的直徑與大徑軸的直徑一致。本發(fā)明的有益效果不僅保證了臺(tái)階軸的淬硬層深度，且利用余熱進(jìn)行自回火，進(jìn)而縮短了加工周期，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C21D1/10GK101787426SQ201010123909
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者于良, 虞泳漁, 郝炳琪 申請(qǐng)人:濟(jì)南中森機(jī)械制造有限公司