產(chǎn)品在線(xiàn)感應(yīng)淬火、感應(yīng)回火工藝

博格華納中國(guó)技術(shù)中心 （上海 200241） 郭 昊

浙江雙環(huán)傳動(dòng)股份有限公司 （臺(tái)州 317600） 郝豐林

感應(yīng)熱處理因其節(jié)能、環(huán)保、高效等特點(diǎn)應(yīng)用越來(lái)越多。對(duì)零件進(jìn)行感應(yīng)淬火后，一般是把工件放到爐中回火，但這樣能源消耗大，工藝周期長(zhǎng)，不能實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)生產(chǎn)，產(chǎn)品在工序間容易磕碰。由于回火不及時(shí)，有時(shí)會(huì)造成產(chǎn)品裂紋，給企業(yè)帶來(lái)?yè)p失。在EFD感應(yīng)設(shè)備上，采用同一個(gè)線(xiàn)圈感應(yīng)淬火、感應(yīng)回火，這樣可以“一個(gè)流”進(jìn)行生產(chǎn)。設(shè)備帶有質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)“RTM”，處理的產(chǎn)品質(zhì)量可靠，不但節(jié)能還提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1.在線(xiàn)感應(yīng)淬火、感應(yīng)回火工藝調(diào)研

我公司在為一國(guó)外客戶(hù)開(kāi)發(fā)汽車(chē)變速器中的輸入軸和輸出軸時(shí)，客戶(hù)要求采用感應(yīng)淬火工藝，并且要求感應(yīng)回火。我公司對(duì)于感應(yīng)回火方面了解得不多，根據(jù)要求我們?cè)儐?wèn)了易孚迪，他們認(rèn)為要采用兩個(gè)電源，淬火的頻率高一點(diǎn)，回火的頻率低一點(diǎn)。淬火的頻率根據(jù)產(chǎn)品的硬化層選擇，回火的頻率根據(jù)淬火后的硬化層選擇，回火的加熱深度至少是淬火加熱深度的1.2～1.5倍。我們把易孚迪的建議與客戶(hù)溝通，客戶(hù)告訴我們其在國(guó)外也使用類(lèi)似的易孚迪設(shè)備，感應(yīng)淬火、感應(yīng)回火使用一個(gè)電源一個(gè)感應(yīng)器。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息，可以減少設(shè)備投資，又可以保證質(zhì)量。于是我們采用現(xiàn)有的EFD設(shè)備進(jìn)行試制，設(shè)備帶有質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)“RTM”，對(duì)于產(chǎn)品的加工參數(shù)可以在線(xiàn)記錄，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

通過(guò)和客戶(hù)交流，得知他們采用感應(yīng)淬火、在線(xiàn)感應(yīng)回火工藝已經(jīng)多年，已是一個(gè)成熟的熱處理工藝。他們認(rèn)為在線(xiàn)感應(yīng)回火的優(yōu)點(diǎn)，不但可以實(shí)現(xiàn)“一個(gè)流”生產(chǎn)，更重要的是可以提高產(chǎn)品的使用壽命。感應(yīng)回火的優(yōu)點(diǎn)主要是：對(duì)于溝槽，R角屬于淺回火位置，這樣回火溫度低，工件在此處的硬度高，殘留壓應(yīng)力大，對(duì)于產(chǎn)品使用較好。工件失效都是在這些區(qū)域，因而可以提高產(chǎn)品的使用壽命?？蛻?hù)曾經(jīng)做過(guò)試驗(yàn)，工件要求的表面硬度一樣，一種采用感應(yīng)回火，另一種采用爐內(nèi)回火。這兩種工件做臺(tái)架試驗(yàn)，感應(yīng)回火的壽命明顯高于爐內(nèi)回火。根據(jù)客戶(hù)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于感應(yīng)淬火和感應(yīng)回火采用同一臺(tái)機(jī)床，同一個(gè)感應(yīng)器是可以實(shí)現(xiàn)的。感應(yīng)淬火采用的功率大，感應(yīng)回火采用的功率小。采用的功率大時(shí)，加熱的頻率較高；采用的功率低，加熱的頻率也低。因此，可以用一臺(tái)感應(yīng)設(shè)備。

2.工藝試驗(yàn)

這里只介紹一根輸出軸，圖1是裝夾照片。軸的技術(shù)要求感應(yīng)淬火區(qū)域最小硬度55HRC，硬化層2～4mm(40HRC），熱處理參數(shù)見(jiàn)圖2、圖3。

圖1 裝夾照片

圖2 感應(yīng)淬火功率、頻率、電壓、電流值

圖3 感應(yīng)回火功率、頻率、電壓、電流值

根據(jù)圖2、圖3的結(jié)果可以看出，淬火的頻率高于產(chǎn)品回火的頻率，這樣回火的加熱深度大于淬火的加熱深度，符合感應(yīng)回火的要求。

為了驗(yàn)證客戶(hù)的觀點(diǎn)，我們專(zhuān)門(mén)做了爐內(nèi)回火與感應(yīng)回火的比較。一根軸采用感應(yīng)淬火+感應(yīng)回火的工藝，另一軸采用感應(yīng)淬火+爐內(nèi)回火的工藝，并檢測(cè)了其硬度。工件感應(yīng)淬火后硬度64～66HRC，感應(yīng)回火后硬度61～62.5HRC，而爐內(nèi)回火溫度155℃，回火時(shí)間是2h，回火后硬度61～63HRC，沒(méi)有太大區(qū)別。圖4～圖6是感應(yīng)回火后金相組織，圖7～圖9是爐內(nèi)回火后金相組織。在普通顯微鏡下看不出太多的差別，但是檢測(cè)顯微硬度梯度，感應(yīng)回火的硬度明顯高于爐內(nèi)回火（見(jiàn)圖10），主要做了桿部T1、R角位置T5兩個(gè)位置顯微硬度的比較。根據(jù)圖示明顯可以看出，感應(yīng)回火的硬度值明顯高于爐內(nèi)回火的硬度值。

圖4 T1感應(yīng)回火

圖5 T2感應(yīng)回火

圖6 T5感應(yīng)回火

圖7 T1爐內(nèi)回火（溫度155℃）

圖8 T2爐內(nèi)回火（溫度155℃）

圖9 T5爐內(nèi)回火（溫度155℃）

圖10 監(jiān)測(cè)點(diǎn)硬化層分布

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這次產(chǎn)品的成功開(kāi)發(fā)，了解國(guó)外類(lèi)似產(chǎn)品的熱處理工藝，對(duì)于同行來(lái)說(shuō)可以有個(gè)借鑒，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

（20130817）