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車軸的感應淬火

40鋼車軸表面感應淬火強化工藝研究是我國高速鐵路的發(fā)展需要，填補國內在這項領域的技術空白。

車軸表面強化工藝的選擇對于絕大部分軸類零件，通常采用高頻或中頻表面淬火來提高其使用壽命。動車軸、機車軸是一種即傳遞動力而又起支撐作用的心軸，而車輛軸是一種不傳遞動力而只起支撐作用的心軸，主要承受彎曲或彎曲疲勞負荷。統(tǒng)計表明大多數(shù)的各類軸均因疲勞斷裂和微動磨蝕磨損而失效。為了避免發(fā)生脆性斷裂，滿足強度與韌性的要求，目前車軸常采用調質或正火工藝，但往往因疲勞與微動磨蝕磨損性能欠佳，而沒有達到應有的使用壽命。實踐表明，在調質或正火的基礎上再施加表面感應淬火強化處理，可使服役壽命成倍地延長。因此，內齒淬火設備那家好，這是提高車軸使用壽命的一種重要工藝方法。車軸表面強化一般主要分噴涂 +滾壓強化和感應淬火強化兩種，滾壓強化因其強化深度較淺，硬度較低，提高服役壽命有限。中頻感應淬火加熱適中，適合車軸表面加熱深度。日本、法國均采用中頻感應淬火強化。表面感應強化對提高車軸的彎曲或扭轉疲勞強度、減少對缺口的敏感性和應力集中十分有效。表面感應淬火后，由于心部高的有效韌性和塑性，允許其硬化層有較高的硬度，以保持高的耐磨性、強度和殘余壓應力，充分發(fā)揮材料的潛力。國外對車軸中頻感應淬火從過去的局部淬火、分段淬火，發(fā)展到現(xiàn)在的表面全長淬火。

1、淬硬層分布不勻，一側硬度高、硬層深，另一側硬度低、硬層淺。這是因為沿齒溝感應淬火與圓環(huán)感應器回轉感應淬火相比，位置敏感度很高，需要設計制造定位裝置，以保證齒側與感應器的間隙高度對稱分布。若不對稱，還可能造成間隙小的一側發(fā)生感應器與零件短路打弧，使感應器早期損壞。

2、已淬硬齒側退火。原因是輔助冷卻裝置調整不到位或冷卻液量不足。

3、感應器鼻尖部分銅管過熱。在采用非埋入式沿齒溝掃描淬火工藝時，因感應器與零件間的間隙相對較小，受加熱面的熱輻射，以及鼻部銅管有限尺寸的約束，銅管極易過熱燒壞，使感應器損壞。因此，感應器要保證有足夠流量和壓力的冷卻介質通過。

4、感應處理過程中齒圈的形狀、位置變化。沿齒溝掃描淬火時，處理齒會脹出0.1～0.3mm。形變、熱膨脹、感應器調整不當會造成零件與感應器相碰而損壞。因此，在決定感應器與齒側間隙時要考慮熱膨脹因素，并采用適當?shù)南尬谎b置來保證間隙。

5、感應器導磁體性能退化。導磁體工作條件惡劣，處于高密磁場、高電流環(huán)境下，極易過熱損壞，同時淬火介質、銹蝕都會使其性能退化。因此，要做好感應器的日常維護和保養(yǎng)。

齒輪旋轉感應淬火技術

齒輪旋轉感應淬火可分為兩種主要方法：通過硬化和輪廓硬化。種方法 - 主要用于齒輪高磨損 - 齒周邊采用低硬化比功率。但是，如果頻率太低，則存在溫度感應渦流流動，并且溫度在齒中滯后。淬火是通過浸沒或噴霧，以實現(xiàn)齒和根圓之間均勻的溫度。全硬化后的回火用于工件防裂。

輪廓硬化分為單頻和雙頻過程，也實現(xiàn)了奧氏體化在單一加熱中，或通過將齒輪預加熱至550-750℃ ?加熱之前硬化溫度。預熱的目的是充分達到在終加熱期間在根圓中的高奧氏體化溫度，沒有過熱的齒。短加熱時間和高比功率通常需要實現(xiàn)在不規(guī)則距離處的硬化輪廓齒面。

雙頻過程使用單獨或同時的頻率。使用單獨的頻率實現(xiàn)類似于情況的硬化曲線硬化。該過程一個接一個地應用兩個不同的頻率齒輪。齒以低頻率被預熱至550-750℃的頻率應該使得在根圓區(qū)域中發(fā)生預熱。短延遲，使用較高頻率和比功率實現(xiàn)奧氏體化。準確的監(jiān)測系統(tǒng)是的，因為加熱時間是測量的在這個終加熱階段中的十分之幾秒或秒。