[發明專利]一種超大型軸類零件的表面淬火裝置

有效

• 申請號: 201410426359.5
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104212949B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 徐鋼新;陳亮;李勃;王輝;舒忠杰;潘士杰;向文橋
• 申請（專利權）人: 武漢船用機械有限責任公司
• 主分類號: C21D1/10
• 分類號: C21D1/10;C21D1/667;C21D9/28
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司42215
• 代理人: 韓建英

技術領域

本發明涉及一種表面淬火裝置，特別是一種超大型軸類零件的表面淬火裝置。其適用于外徑500mm以上超大型軸的表面淬火。

背景技術

超大型軸類零件的表面淬火是一種表面淬火的熱處理加工技術，通常是在軸類零件表面被加熱達到淬火溫度的瞬間，對其表面迅速進行冷卻，從而能夠使得零件表面達到較高的硬度。由于超大型軸類零件規格尺寸所限，多數情況下只能使用表面淬火技術對其進行熱處理，以增強其表面硬度。據申請人所知，對于大型軸類零件的表面淬火方法，目前主要有火焰淬火、激光淬火、感應淬火。其中：

火焰淬火：是利用可燃氣體與氧氣混合的火焰所產生的高溫將零件表面加熱到淬火溫度，隨后極速用水或其他介質進行冷卻的過程。火焰淬火的設備簡單，能夠在工件表面獲得一定的硬度和硬化層，而保持零件的心部原來的強度和韌性。但是存在不足之處：火焰淬火的硬化層深度很低，通常達不到硬化層深度的技術要求，表面硬度均勻性也無法保證。

激光淬火：是以高能密度的激光束作為熱源的熱處理加工技術。處理過程是將激光束掃描金屬零件表面，激光束的紅外能量被金屬零件表面吸收而迅速形成很高的溫度，從而使金屬發生相變。隨著激光束離開金屬零件表面，金屬零件表面的熱量依靠金屬零件本身的熱傳導性迅速向內部傳遞，而形成極大的冷卻速度，可以依靠自激冷卻使零件表面淬火，使其表面硬化。但是激光淬火所獲得的硬化層深度也很低，通常達不到硬化層深度的技術要求，而且激光淬火成本很高，價格昂貴。

感應淬火：是將零件置于感應器內，對感應器通以交流電，當一定電流頻率的交流電通過感應器時，在置于感應器內的零件表面就有感應電流產生，感應電流分布在零件表面，以渦流的形式出現，迅速加熱零件表面使其達到淬火溫度，將零件極速冷卻，實現感應加熱表面淬火。現有的感應加熱技術，由于磁感線逸散較多，零件表面的加熱效率較低，通常是無法對直徑較大的軸類零件進行有效的表面淬火。

申請人通過實踐和研究發現，以上幾種表面淬火方法，由于自身存在的不足和使用的表面淬火裝置結構簡陋或者不完善，使得所獲得的硬化層深度都很淺，而且有的還存在硬度不均勻的不足，有的存在價格昂貴的缺陷，并且都不適用于對表面硬度和硬化層深度都有一定要求的大型軸類零件進行表面淬火。

發明內容

本發明的目的是，針對上述現有對于大型軸類零件的表面淬火方面存在的不足，提出并研究一種超大型軸類零件的表面淬火裝置。其結構合理，加工費用經濟，能夠實現被加工的軸類零件加熱均勻，能夠控制被加工表面的硬化層深度。

本發明的技術解決方案是，采用加熱圈、噴水圈、匯流板、固定架接頭管和導磁體構成感應器，其特征在于：感應器至少包括一個加熱圈和一個噴水圈；加熱圈與噴水圈平行設置，加熱圈外圓包覆有導磁體，噴水圈與固定架接頭管相連，加熱圈兩端分別與兩個匯流板相連，噴水圈的遠離加熱圈靠近噴水圈內圓周的一側、圍繞噴水圈的圓周上設置噴水孔。

其特征在于，加熱圈由一根紫銅管制作，加熱圈的圓形部分加工成截面為矩形的矩形管，棱邊角倒角，其余部分保留原始截面為圓環的形狀，加熱圈的兩個出口分別與一個管接頭焊接，加熱圈的兩端向下的引出部分分別與兩個匯流板相連；噴水圈同樣由一根紫銅管制作，噴水圈的圓形部分加工成截面為矩形的矩形管，棱角倒角，同時，將矩形管的一個棱角加工出斜邊，在斜邊上開噴水孔，噴水圈其余部分保留原始截面為圓環的形狀，噴水圈的兩個出口分別與一個管接頭焊接。

其特征在于，噴水孔的直徑為1mm，噴水孔中心的間距為10mm，噴水孔的中軸線與噴水圈的中軸線夾角為45°。

其特征在于，所述導磁體為“凹”字形，導磁體的開口卡住加熱圈的外圓。

其特征在于，導磁體采用導磁體定位卡片固定。

其特征在于，所述的導磁體定位卡片為“F”字形，加熱圈外圓間隔安裝有若干個“F”字形的導磁體定位卡片，用以對導磁體進行固定。

其特征在于，加熱圈使用直徑30mm±0.5mm的紫銅管進行制作，紫銅管的壁厚為3mm±0.1mm，加熱圈的圓形部分制作成截面外緣為高度30mm±0.5 mm，寬度14mm±0.2 mm的矩形管，棱角倒角，其余部分保留原始截面為圓環的形狀，加熱圈的兩個出口分別與一個管接頭焊接。

其特征在于，噴水圈使用直徑30mm±0.5mm的紫銅管進行制作，紫銅管的壁厚為3mm±0.1mm，噴水圈的圓形部分制作成截面外緣為的高度30mm±0.5mm，寬度14mm±0.1mm的矩形管，棱角倒角，其余部分保留原始截面為圓環的形狀，噴水圈的兩個出口分別與一個管接頭焊接。