Induktionserwärmung seit 2000

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Kolbenstangen-Abschreck- und Anlassverfahren: Mittelfrequenz-Induktions-Anlassverfahren VS-Wagen-Widerstandsofen-Anlass

A.Die Induktionsanlasstechnologie der Kolbenstange

Der Abschreck- und Anlassprozess der Kolbenstange wurde früher durch einen gewöhnlichen Kasten- oder Wagen-Widerstandsofen erhitzt, was nicht nur viel Zeit und Arbeitskraft in der eigentlichen Produktion verbraucht, sondern auch die Einhaltung der Lieferzeit und Produktqualität erschwert Kunden. Mit dem Entwicklungstrend der modernen Industrie wird die Anwendung der Induktionserwärmungstechnologie in der Wärmebehandlung immer umfangreicher, und auch der Anwendungsbereich erweitert sich. Induktionsheizgeräte können nicht nur das Ziel der Energieeinsparung, Emissionsreduzierung, hohen Qualität und hohen Effizienz erreichen, sondern auch die Produktqualität und Kostenkontrolle auf dem Markt auf einem bestimmten Niveau halten. Der Schwerpunkt dieses Papiers liegt auf dem Vergleich und der Analyse der Struktur und Leistung der Kolbenstange nach dem Abschrecken und Anlassen mit dem Widerstandswagenofen und der Induktionsheizanlage mit Zwischenfrequenz.

B. Chemische Zusammensetzung von 42CrMo

42CrMo ist ein weit verbreitetes Material für Kolbenstangen. 42CrMo-Stahl ist ein ultrahochfester Stahl mit hoher Festigkeit und Zähigkeit, guter Härtbarkeit, keiner offensichtlichen Anlasssprödigkeit, geringer Verformung beim Abschrecken, abgeschreckter und angelassener Behandlung nach höherer Ermüdungsgrenze und Anti-Multiple Schlagzähigkeit, Schlagzähigkeit bei niedriger Temperatur, Kriechfestigkeit bei hoher Temperatur und dauerhafte Festigkeit. Die chemische Zusammensetzung von 42CrMo-Stahl ist in Tabelle 1 dargestellt.

C. Abschreck- und Anlassprozess der 42CrMo-Kolbenstange

Für die 42CrMo-Kolbenstange (wie in Fig. 1 gezeigt) wurden ein Zwischenfrequenz-Induktionstemperverfahren bzw. ein normales Trolley-Widerstandsofen-Temperverfahren entwickelt.

Tabelle 1: Abschreck- und Anlassprozess einer 42CrMo-Kolbenstange (Massenanteil %)

Abschreck- und Anlassprozess der 42CrMo-Kolbenstange

1. Induktionsanlassverfahren mit mittlerer Frequenz

Entsprechend der Größe des tatsächlichen Teils angemessene Wahl der Induktionsspulendurchmesser beträgt 90 mm, Induktionsspule 6 abschrecken, Induktionsspule fünf temperieren, 500-kW-Zwischenfrequenz-Stromversorgung verwenden, Abschreck-Tempern VERWENDET 300-kW-Zwischenfrequenz-Stromversorgung, Kühlung mit 7.5 kW kreiselpumpengetriebener Hydraulikkreis, und verwenden Sie einen 50-t-Wasserkühlturm, stellen Sie sicher, dass die Wassertemperatur nicht mehr als 40 ℃ beträgt, Up-Down-Material für pneumatische Geräte und den Näherungsschalter, Realisierung der automatischen Beschickung und Entladung.

Schematische Darstellung einer Kolbenstange aus 42CrMo

Abbildung 1. Schematische Darstellung einer 42CrMo-Kolbenstange

Durch automatische Beschickung → Induktionsheizung → Kühlung (Abschrecken) → Induktionsheizung (Temperierung) → automatische Beschickung und den kontinuierlichen Betrieb der Produktionslinie, um den gesamten Abschreck- und Anlassprozess abzuschließen.

(1) Die automatische Beschickung legt die Teile manuell auf den Beschickungstisch und schickt sie durch Rotation in die Beschickungsvorrichtung.

(2) Durch den stetigen Betrieb der Fördervorrichtung werden die Teile zur Abschreckinduktionsspule geschickt und die Teile werden vorgewärmt → Temperaturmessung → Temperaturanstieg → Temperaturmessung Temperaturregelung wird durch das stationäre Infrarot-Thermometer durchgeführt, um die Abschrecktemperatur erreichen und zum Abkühlen in die Hochdruckwassersprühvorrichtung gelangen und den Abschreckvorgang abschließen.

(3) Nach dem Anlassen werden die gekühlten Teile in die Anlassinduktionsspule zum Anlassen durch den gleichmäßigen und schnellen Betrieb der Fördervorrichtung und dann in den Stanzbereich eingeführt.

(4) Automatische Stanzteile gelangen zum Kühlen in die automatische Stanzplattform.

Die Kurve des Zwischenfrequenz-Induktionstemperprozesses ist in Abbildung 2 dargestellt.

Mittelfrequenz-Induktions-Anlasskurve der 42CrMo-Kolbenstange

Abbildung 2: Mittelfrequenz-Induktions-Anlasskurve einer 42CrMo-Kolbenstange

Im eigentlichen Produktionsprozess beträgt die Abschrecktemperatur 860 ° C, die während des Abschreckens von einem feststehenden Infrarot-Thermometer gemessen wird. Die Zwischenfrequenz beträgt 2.5 kHz, die Leistung 310 kW, die Anlasstemperatur 600 ℃, die Zwischenfrequenz 2.7 kHz, die Leistung 105 kW und die Geschwindigkeit 4 min/m.

2.Allgemeiner Trolley-Widerstandsofen-Temperprozess

Wählen Sie einen 150 kW langen Trolley-Widerstandsofen zum Abschrecken und Anlassen von 6 m, den Trolley-Widerstandsofen zuerst vorwärmen, nach den Teilen in den Ofen, auf die Abschrecktemperatur erhitzen und dann in 8% iger wässriger Natriumchloridlösung mit warmem abschrecken Wasser (Ausrüstungsbedingt begrenzt, so ein großes Ölbecken gibt es nicht), nach dem Abwarten der Abkühlung, Härteprüfung, Bestimmung des Widerstandsofens, Anlasstemperatur im Auto. Die Prozesskurve ist in Abbildung 3 dargestellt.

Widerstandsofen-Anlassprozesskurve eines 42CrMo-Kolbenstangenwagens

FEIGE. 3: Widerstandsofen-Anlassprozesskurve eines 42CrMo-Kolbenstangenwagens

Beim Anlassen ist zu beachten, dass die Anlass- und Warmhaltezeit ausreichen sollte, um das Werkstück vollständig auszutenitisieren; Muss beim Abschrecken vorgekühlt werden, um ein Reißen des Werkstücks zu verhindern; Überprüfen Sie, ob die Temperaturregelung des Ofens genau ist, legen Sie das Werkstück glatt in die Mitte des Ofens, lassen Sie das Werkstück gleichmäßig erhitzen, um die ideale Temperaturregelungsstruktur zu erhalten.

D. Testdaten und Analyse

1. Die Härte

Nach dem abgeschreckten und angelassenen Mittelfrequenz-Induktions- und Wagenwiderstandsofen haben wir in der Mitte der Kolbenstange einen Härtetest durchgeführt, Härtetest mit einem Desktop-Rockwell-Härteprüfgerät, Abbildung 4 für die Probe nach dem Mittelfrequenz-Induktionshärten, Länge 50 mm , Abbildung 5 ist die Probe nach dem Konditionierungsbehandlungswiderstandsofen, einer Drehbankbearbeitungsebene, mit Sand. Die Härtedaten nach zwei verschiedenen Anlassbehandlungen sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Mittelfrequenz-Induktionskonditionierungsteile

Abbildung 4: Mittelfrequenz-Induktionskonditionierungsteile

Teile eines Widerstandswagenofens abgeschreckt und angelassen

Abbildung 5: Teile eines Widerstandswagenofens abgeschreckt und angelassen

Tabelle 2: Härtedaten von Teilen nach unterschiedlichem Anlassen

Härtedaten von Teilen nach unterschiedlichem Anlassen

2. Metallographische Struktur

Bei 1/2 des Probenradius wurden die Proben mit 4%iger Alkoholnitratlösung korrodiert und die metallographischen Strukturen der Proben nach zwei verschiedenen Temperbehandlungen wurden mit einem 500-fachen metallographischen Mikroskop beobachtet. 6 zeigt die metallographische Struktur nach einer Mittelfrequenz-Induktionsabschreck- und Anlassbehandlung, und FIG. 7 zeigt die metallographische Struktur nach der Anlassbehandlung des Widerstandsofens auf dem Wagen.

Metallographische Struktur nach Mittelfrequenz-Induktionskonditionierungsbehandlung

Abbildung 6: Metallographische Struktur nach Mittelfrequenz-Induktionskonditionierungsbehandlung

Metallografisches Gefüge eines Widerstandswagenofens nach dem Abschrecken und Anlassen

FEIGE. 7: Metallografisches Gefüge eines Widerstandswagenofens nach dem Abschrecken und Anlassen

3. Analyse der Testergebnisse

(1) Die Kolbenstange hat bessere mechanische Eigenschaften und eine gleichmäßigere Härte nach der Zwischenfrequenz-Induktionstemperbehandlung, was hauptsächlich auf die schnelle Induktionsheizgeschwindigkeit, die kurze Wärmeerhaltungszeit und die kleinere Korngröße zurückzuführen ist.

(2) ist aus der Mikrostruktur ersichtlich: Zwei verschiedene Arten der Abschreck- und Anlassbehandlung zum Anlassen der Orbit-Mikrostrukturmatrix und einer kleinen Menge Ferrit, Sorbatkorngröße auf Stufe 4, machen das Material hochfest und haben eine gute Plastizität , soll sicherstellen, dass die Kolbenstange nach dem Abschrecken und Anlassen mit hervorragender umfassender Leistung.

(3) Die Mittelfrequenz-Induktionsheizgeschwindigkeit ist schnell, was die Produktivität von Heizgeräten verdoppeln und mit anderen Prozessgeräten eine kontinuierliche Produktionslinie bilden kann; Kurze Aufheizzeit, hohe Effizienz, der Wirkungsgrad der Induktionsheizung kann 60% ~ 70% erreichen, der Wirkungsgrad der Widerstandsofenheizung beträgt nur etwa 40%; Induktionsheizofen, aufgrund des geringen Verlusts an Wärmeableitung, wird die Temperatur der Werkstatt stark reduziert, die Induktionsheizung erzeugt keinen Rauch und Rauch, die Arbeitsumgebung der Werkstatt wird gereinigt und die Arbeitsbedingungen der Werkstatt werden verbessert; Die Aufheizzeit ist kurz und die Oxidations- und Entkohlungsneigung gering.

E. Fazit

Aus dem obigen Test ist ersichtlich, dass die Mittelfrequenz-Induktionsabschreck- und -anlassbehandlung mit schneller Erwärmungsgeschwindigkeit und kurzer Wärmeerhaltungszeit angewendet wird. Nach der Anlassbehandlung weist das Material eine feine Körnung, hohe Festigkeit und im Wesentlichen keine Entkohlungsschicht auf. Mit der mechanischen Übertragungsvorrichtung kann die Kolbenstange die gesamte gleichmäßige Erwärmung realisieren, so dass sie nach dem Abschrecken nicht leicht zu verformen ist, ohne dass durch Richten eine höhere Biegung erreicht werden kann.

Abschreck- und Anlassdiagramm für Induktionserwärmung mit mittlerer Frequenz

Abschreck- und Anlassdiagramm für Induktionserwärmung mit mittlerer Frequenz

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