郑州领诚电子技术有限公司

铁路尖轨采用中频淬火电源进行热处理的具体工艺

尖轨必须有足够的弹性与刚度，来满足其工作需要铜管在线退火设备。其技术要求为：尖轨淬火后钢筋在线退火设备，其显微组织为索氏体十量的铁素体，淬硬层深度>10mm，断面硬度为34-38HRC， 表面硬度>320HBW。为满足上述要求，很多厂家采用中频淬火电源进行热处理，效果良好。

通常尖轨热处理采用感应加热淬火表面强化处理，采用降低工件移动速度喷雾淬火和先加热冷却小端，然后再移向末端的工艺措施来改进淬火质量，并采用尖轨淬火机床完成其淬火过程铜棒料在线退火设备。为此设置淬火引轨夹具，采用液压缸升降支架对工件进行预弯变形措施，生产中发现尖轨淬火后畸变量大，弯曲变形高度达150-200mm，使工件校直量加大，甚至造成部分尖轨失效，同时畸变量大导致尖轨寿命减小。

分析认为，尖轨感应加热喷雾淬火生产中，工艺程序和参数调节主要靠手动调节钢棒在线退火设备，带来的操作误差、迟误等人为因素，使尖轨淬火后畸变量增大。为此，我们把各参数的手动调节改为动态调节，排除了人为因素的干扰和迟误等不良影响，使尖轨的淬火畸变大大减少，弯曲变形高度为35-45mm，是原来变形量（150-200mm）的1/5一1/4，满足了技术条件和生产要求，该技术取得了良好的经济效益和社会效益。

尖轨经中频淬火电源感应淬火后，其显微组织为索氏体十量的铁素体，淬硬层深度>10mm，断面硬度34-38HRC，表面硬度>320HBW，力学性能指标达到产品技术条件。更好的是此工艺适合大批量大规模生产，可以大大提高工人的生产效率。

砼泵管内壁淬火设备||整套淬火热处理工艺方案如下：

淬火硬度:HRC52-60.

淬火行进速度：300-400mm/分钟，3米砼泵约10分钟一根。

淬硬层深度：  1.5-2.5mm

淬火水温低于：45℃淬火时的用电量：3度/米。

砼泵管使用寿命提高3-5倍，淬火后几乎没有变形量。

设备外观参数：主机 650×480×145mm

             分机 500×800×580mm

砼泵管内壁淬火设备，由三大部分组成：

1、IGBT超音频电源

2、和电源相配合的一套工装：在淬火时要求泵管内壁淬火均匀，必须要求泵管沿着轴匀速运动，泵管在淬火时倾斜的，可以使淬火时的水流出。

3、同轴水冷感应器：这种感应器是我公司专门为泵管淬火设计的，边淬火边喷水。

双频齿轮感应淬火生产线技术原理分析

下面两点介绍一条内齿轮及齿轮的双频感应淬火生产线原理。

1、内齿轮感应淬火原理

此线内齿轮每次卸下一件，由相对而立的两个气缸操纵。当工件处于1号装料位置，一个接近开关动作，使气动往复杆推工件到淬火工位。此工位有一个可变速度的伺服驱动及垂直扫描的托架。齿轮到达淬火工位，另一个接近开关动作，于是，立式扫描器将内齿轮从往复杆上托起，并把工件放到感应器下面的定向位置。有两个接近开美用作的定位指示，如果定错位置，工件即回到往复杆，以便再次装料。错位1s后中频炉即停止运转，与此同时,一个诊断犀示屏幕指示出工件不在淬火工位。如果内齿轮定位正确，为工件定向工位所接受，扫描机构将把它送入感应器。一但感应器位于内齿轮中，中频电源开始进行加热，工件旋转．同时扫描机构使工件下降，使感应器扫描并预热内齿轮的全长。中频预热完成后，扫描上升，回到原来位置，电源转换开关转接刭高频电源，工件再次旋转下降，将预热过的齿轮用高频进行扫描并淬火。淬火后的内齿轮降下到往复杆后，往复杆推工件到圆火工位，其定位信号动作与淬火工位相同。回火是一次加热方式，回火时工件是旋转着的。回火功率较小，是在齿轮高频淬火的闻段时间进行的。回火工序完成后，齿轮降到往复杆上，推向冷却工位，由喷淋头冷却到装卸温度，然后工件被推向分检工位（合格或剔出）。剔出是由许多检测装置所确定的。如果内齿轮被确定剔出，则装在侧面的一个气动卸料杆将水平地将该齿轮推动，并滑到剔出卸料箱；如果齿轮合格则推到出料箱。

抽油杆淬火调质线电源的特点

在本套系统中设计使用在国内具有水平的扫频式恒功率耐冲击型抽油杆淬火调质线电源。其主要特点如下：

1）电源外壳采用标准GGD外壳，可以任意拼装组合。两台电源的外形尺寸都为：高2000mm*宽950mm*深900mm。

2）两套设备四台台电源共用一台800Kw低压开关柜。控制系统全数字化，无继电控制控制系统采用大规模可编程逻辑阵列模块集成控制，单块板结构。各种信号的运算处理及其相应动作的执行都按程序自动进行。用数字控制系统代替各种继电控制回路所要完成的功能。

3）扫频式启动方式，具有的启动成功率

4）具有快速响应特性的调节器

根据供方在工件加热的实际使用情况下所获得的经验，设计了的调节器，其响应时间小于100mS，完全适合于抽油杆淬火调质线电源在负载突变的情况下适应快速响应的使用要求。

5）电源恒功率输出，可保证高的功率因数

6）完善可靠的保护功能

本控制线路设有过流、过压进线缺相、电源欠电压、冷却水压过低和冷却水温过高等各项保护措施。保护了各项保护功能的灵敏度及可靠性。本套系统为水冷却设备，为了设备的安全可靠运行，故应对冷却水的水温进行多点实时监控。我公司针对水温监控重要性，设计了一套具有特色的仪表。在每一只可控硅上均装有两个温度检测点，并具在每一台谐振电容器及各感应线圈上也装有相同的温度检测点。并在设备的总进水口加装带保护信号的水流量开关。

淬火时冷却不当而造成的淬裂淬火时由于冷却不当

淬火时冷却不当而造成的淬裂淬火时由于冷却不当，也会使零件发生淬裂事故。例如45号钢在淬火时有形成淬火裂纹的倾向。尤其当碳含量处于上限以及零件直径在7～8MM时易发生开裂。故淬火时选择合适的冷却介质极 其重要。另外，一些零件的结构较复杂，截面尺寸变化又较大，如果冷却剂选择不当，壁薄部位容易造成应力集中而导致淬裂。

6、机械加工缺陷导致的淬裂由于机械加工不良，在零件表面留下了深而粗的刀痕，在淬火冷却时，造成该处应力集中而导致裂纹。

7、零件外形对淬火裂纹的影响零件几何形状不合理或截面过渡区厚薄相差较大，在淬火时均易因应力集中而产生裂纹，另外，若零件的锻造流线分布不良，亦可能在淬火时造成淬裂缺陷。

8、不及时回火导致的开裂淬火后如不能及时回火，以致组织应力未能及时消除，将可能因淬火残余应力过大而导致裂纹的产生。特别是对于尺寸较大的工件，淬火后虽然表面已冷到室温，但心部尚未冷透，心部奥氏体组织仍在向马氏体转变，应力在不断增加，也就是说，淬火过程还在零件内部继续进行，以致在室温放置一段时间后，零件才发生开裂。

淬火加热温度不够或预冷时间太长怎么办

我们采用中频加热设备应用到淬火热处理工艺时，也要注意一个问题就是：淬火加热温度不够或预冷时间太长。如果淬火加热温度不够或预冷时间太长，致使淬火时温度太低。以中碳钢为例，前者淬火组织中含有大量未溶铁素体，后者组织为托氏体或索氏体。

再之，我们采用中频加热设备应用到淬火热处理工艺时，冷却不足也是一个大问题！特别在扫描淬火时，由于喷液区域太短，工件淬火后，经过喷液区后，心部热量又使表面自回火（阶梯轴大台阶在上位时易产生），此时表面自回火温度过高，常能从表面颜色及温度感测到。一次加热法时，冷却时间太短，自回火温度过高，或由于喷液孔因水垢减少了喷液孔截面积，导致自回火温度过高。淬火液温度过高，流量减少，浓度变化 ，淬火液中混有油污等。喷液孔局部堵塞，其特点是局部硬度不足，软块区常与喷液孔堵塞位置相对应。