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机床导轨淬火成套设备

本设备是机床导轨淬火的成套设备。本设备的主要特征是：采用IGBT超音频感应加热电源，整体设计的三维运动机构。

目前国内尚无机床导轨淬火成套设备。大型机床厂采用价格昂贵的进口设备，没有进口设备的厂家，配用电子管高频不锈钢管在线退火设备，或可控硅中频钢筋在线退火设备。运动机构采用自制，或用刨床工作台代用等方式；制约着机床厂的专业化生产。

若用电子管高频淬火，因频率太高（200KHz），淬硬层太浅，尖角效应强烈，硬度不均，磨削余量不足。若用可控硅中频，因频率太低。淬硬层太深铜棒料在线退火设备，变形量过大。增大磨削工作量，硬度层不一致。并且噪音大，加热淬火速度慢，耗电量大，成本高等。

本设备采用IGBT为主要特征器件的超音频感应加热电源为加热设备钢棒在线退火设备，淬层适中，硬度均匀一致，节能省电。

滚珠丝杠中频感应加热淬火工艺分析

丝杠表面淬火硬度58~64HRC，两端允许留一个导程的软带，丝杠槽底部淬火后的有效硬化层深1.6~2.4mm，淬火后丝杆弯曲度小于1.0mm。试样预备热处理为820℃正火+620℃回火。根据丝杠槽底部淬火后的有效硬化层深度要求，电源应采用IGBT感应加热电源比较合适。按工件材质、形状和尺寸等技术要求，选用连续加热和连续喷冷的方式进行淬火。加热时工件旋转，淬火温度在900~950℃范围内，用红外线测温仪测温；淬火加热时间非常短，因是感应加热，加热速度极快，工件加热到温后喷冷淬火，淬火加热时间受感应器上移速度决定，上移速度越快，淬火加热时间越短。喷冷介质采用聚乙烯醇水溶液，回火方式采用油浴回火，回火温度(180±10)℃，回火时间(5~6)h。

当工件被喷水冷却时，上下滚轮又能夹持工件，使其不因淬火应力的作用而变形，从而对丝杠起到减少变形的作用。在淬火时降低感应器及淬火校正工装向上的移动速度，淬火时间会延长、淬火温度会升高、加热深度会加深，使丝杠表面淬火后硬化层加深及表面硬度升高，从而保证满意的硬化层深度及表面硬度。当工件连续加热淬火时，上下两组滚轮随着感应器上下移动，并随工件的旋转产生连续的校正作用。采用工装中频淬火，变形，淬硬层深度及硬度也更加均匀。

半轴淬火机床表面淬火存在问题及今后改进设想

半轴淬火机床淬火经过多次摸索试验及小批,证明采用变参数的连续淬火法能够得到符合设计要求的均匀淬火层, 但是, 在具体中也暴露了一些问题,影响淬火质量的稳定。

起始部位端面间隙的调整困难, 调大了,端面到温滞后太多, 侧面出现过热现象, 调小了, 又会接触端面引起打火, 零件。 靠操作者肉眼观察, 手工控制常出问题。加限位器控制则由于半轴长度方面精度不严, 而间隙影响又敏感, 难见收效。

改进设想: 感应器本身涂 0.2 mm 左右厚绝缘层( 搪瓷等无机涂料) , 或上下与机床绝缘, 使半轴处于电悬浮状态。这样一来, 即使感应器接触上工件也不会引起打火, 操作安全、方便。其次, 操作程序较复杂, 每次淬火都需专人调整电参数, 若调整不及时还将有可能产生温度过高过低现象, 影响淬火质量。改进设想: 调整旋钮和仪表移至操纵盘附近, 方便调节, 或机床加装拨动开关, 到位即自动调节。另一种设想是设计一种装配式 可 调 间 隙 感 应器, 在淬火操作过程中自动调整好间隙至Z佳状态,如能大批量, 能研究出此种全新感应器是比较理想合算的。笔者认为, 作出一些改进之后, 半轴中频感应加热淬火将可达到半机械化的水平, 满足大批量的要求。

高频淬火和中频淬火的区别

高频淬火和中频淬火都属于表面热处理技术的一种，都是利用高频率(或中频率、工频)的感应电流，使钢件表面迅速加热，随后立即冷却的一种方法。

高频淬火和中频淬火的工作原理一样，都是感应加热原理：即工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小

不过加热过程中，感应电流在工件中的分布是不均匀的，不同的电流频率产生的加热效果也是不同的：

1、高频淬火

电流频率在100～500 kHz

淬硬层浅(1.5~2mm)

硬度高

工件不易氧化

变形小

淬火质量好

适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类(所用材料为45号钢、40Cr)

2、中频淬火

电流频率在500～10000 Hz

淬硬层较深(3~5mm)

适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等(所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨

简而言之，高频淬火和中频淬火的区别就是加热厚度的不同，高频淬火可以短时间的表层淬硬，晶体组织很细，结构变形小，而中频表面应力比高频的要小。 感应加热设备广泛用于金刚石圆盘锯，硬质合金刀具，刀具的钎焊，小型工件的热处理淬火，退火，调质，热变形，小量有色金属的热处理淬火，退火，热变形，熔炼。

感应加热技术在锻件棒料加热方面更有优势

中频感应加热的基本原理是当导体在磁场中运动或处在变化的磁场中时，会产出感应电动势，导体内部形成涡流，引起较大的涡流损耗。中频感应加热便是依托这些涡流的能量达到加热目的。感应加热具有加热，速度快、可控性好及易于完成机械化和自动化的长处。看不见摸不着的电磁场一旦变身的“热场”，可比传统加热方法节电30%左右，其加热达90%。故感应加热技术在锻件棒料加热方面更有优势。

目前传统的锻件加热炉有加热炉，燃煤炉等，他们的热氧化损耗率较高，加热的氧化烧损率为2%，燃煤炉氧化烧损率达到3%，如此高的烧损率势必造成原材料的糟蹋。

跟着社会的开展和人们认识的进步，炉等传统加热设备逐渐露出出了各方面的缺点与缺乏：首先在开始加热锻件之前，须先对炉子进行预加热因而要耗费底子不需要的能源，增加了锻件本钱，另外大规模锻件必然会选用容量较大的加热炉，设备占地面积大，维护本钱高，使用一段时间后要停炉检修。砌筑；并且传统加炉燃烧的温度动摇较大，不利于炉温的准确操控，严重影响锻件产品的各项性能指标。

要解决以上传统加热设备带来的种种缺乏，就须赶快找到一种或多种新型的加热方法，并应用到铸造中。电磁感应加热炉便是其中一种理想的加热设备。