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车轴45号钢感应加热淬火工艺的应用与研究

时间:2013-05-29 09:06来源:洛阳科诺 作者:admin 点击:
      45号钢是一种优质碳素结构钢,车轴是其中的一个应用方向,对45钢进行合理的热处理能有效提高车轴的使用寿命。车轴是一个变直径的圆柱体 ,要实现全长表面淬火在很大程度上取决于感应器的结构设计与制造。
加热用感应器的设计应主要考虑:
① 使被加热零件的表面温度均匀;
②感应器损耗小 ,电效率高;
③ 感应器冷却良好;
④ 制造简单 ,有足够的机械强度 ,操作使用方便。
      车轴加热感应器用矩形紫铜管制造成圆形感应器 ,并通水冷却 ,零件加热后由用附带喷水圈进行喷射冷却。为了保证在感应加热中尽可能地减少漏磁 ,提高加热效率 ,感应器与零件之间的间距尽可能小 ,但要有足够的间隙 ,保证使感应器能与车轴的相对运动顺利进行。
      首先,我国的机车、车辆均采用优质碳素钢车轴 ,纵观总体情况 ,应该说碳素钢车轴是成熟的、可靠的。对于高速列车车轴材料是选碳素钢还是合金钢 ,我国还没有成熟的技术。由于各国的国情不同 ,技术观点不同 ,选用的车轴材料不尽相同 ,但都属于低碳钢范畴[11]。在调质或正火的基础上再施加表面感应淬火强化处理 ,可使服役寿命成倍地延长。因此 ,这是提高车轴使用寿命的一种重要工艺方法。表面感应强化对提高车轴的弯曲或扭转疲劳强度、减少对缺口的敏感性和应力集中十分有效。表面感应淬火后 ,由于心部高的有效韧性和塑性 ,允许其硬化层有较高的硬度 ,以保持高的耐磨性、 强度和残余压应力 ,充分发挥材料抗疲劳的潜力。国外对车轴高频感应淬火从过去的局部淬火、 分段淬火 ,发展到现在的表面全长淬火。
      其次,加热温度和加热时间当材料和原始组织一定时,相变温度随着加热速度增大而提高,为得到合格的淬火组织,相应的淬火温度也随之提高。车轴感应加热升温速度一般在 30~100 ℃/ s ,45钢车轴的表面淬火加热温度选择 890~960 ℃为佳 ,为了获得较深的淬硬层深度 ,选择上限加热温度。较长的加热时间和较高的加热温度 ,可获得较深的加热深度 ,反之 ,加热深度较浅。
    据文献介绍,45钢易淬裂的尺寸范围为5~11mm,截面尺寸过小或过大均不易淬裂。由于由于车轴直径较大 ,需要加热深度较深 ,因此 ,选择加热功率 150~220kW ,加热时间 6~15s ,加热温度 920~960 ℃。