Nabenwellen-Induktionswärmebehandlungsprozess Teil 2: Entwicklung des Nabenwellen-Induktionswärmebehandlungsprozesses
1. Induktionsheizmodus
Basierend auf regionaler Analyse: Radwellenabschreckradachsenwelle für variable Querschnittsschritte, gleichzeitig Anforderung der abgerundeten Induktionshärtung und des Bereichs von 110 ~ 120 mm kontinuierlicher Härtungsschicht, daher die technologische Entwicklung des Induktionserwärmungsmodus Wahlheizungsabschreckung Erhitzen Abschrecken in kurzer Zeit gleichzeitig, das Heizverfahren besteht darin, das Werkstück abzuschrecken, um den Härtebereich abzuschrecken und gleichzeitig die Sensorheizung einzuschalten, nachdem die Heiztemperatur und das Abkühlen erreicht wurden; Aufgrund der konstanten relativen Position der Induktoren im Bereich der Werkstückhärtung ist die Härtungsschicht gleichmäßiger, die Bedienung einfach und die Produktionseffizienz hoch. Der Leistungsbedarf muss jedoch groß genug sein, um den Löschbedarf zu decken.
2. Design und Herstellung von Sensoren
Entsprechend den Anforderungen des Radwellen-Härtungsbereichs und des Heizmodus ist der Sensor insgesamt ein halbkreisförmiger rechteckiger Sensor, aufgrund des unterschiedlichen Durchmessers der Axialachse und der Aufmerksamkeit auf zwei oder mehr abgerundete Erwärmungen, also die effektive Axialachse Heizkreis sollte eine möglichst kopierende Struktur bilden, umlaufender wirksamer Heizkreis um Winkel drehen (typischerweise um 45°), um der variierenden Schnittebene gerecht zu werden und gleichzeitig die Erwärmung des im Kreis wirksamen Leiters zu verrunden Mount "Π" Form Magnetisierer, machte den derzeit größten Cluster in der Leiteroberfläche, um die Heizeffizienz zu verbessern. Es gibt zwei abgerundete Ecken mit der Technologieentwicklung der Radwelle R1, R2, gleichzeitig Heiz- und Abschrecktemperatur, die die abgerundeten Ecken R1, R2 erfordern, die effektive Länge eines Kreises erhitzen und „Π“ bilden Magnetisierer vernünftige Zuordnung , stellen die Konsistenz der Abschrecktemperatur sicher, was mehrere Prozesstests erfordert, um den endgültigen Zuordnungsanteil zu bestimmen.
Das Design des effektiven Ringinnendurchmessers kann als D = D + 2A bezeichnet werden (wobei D der Durchmesser des Teils und A der Abstand zwischen dem Teil und einem effektiven Ring des Induktors ist). Um zu verhindern, dass die Spitzentemperatur der Nabenwellenverzahnung zu hoch wird, wird bei der Konstruktion des Induktors der Abstand zwischen dem Werkstück und dem effektiven Ringinnendurchmesser des Induktors auf einen Mindestwert von 6 mm eingestellt. Die Höhe des wirksamen Rings wird gemäß H = (1.05-1.2) L ausgelegt (L ist die Länge des gehärteten Bereichs). Bei der Auslegung dieses Induktors muss L der für die Löschzone erforderliche Mindestwert und der Koeffizient sein soll 1.1 sein; Effektiver Kreis im Prozess der realen Designsensorhöhe H als langer Abschreckbereich, da beim Induktionshärten des Werkstücks der Kanteneffekt im eigentlichen Prozess des Härtens des Werkstücks flach und tief härtet, die Mitte des Härtens Schicht an beiden Enden, so dass im Sensordesign die Sensorringhöhe effektiv länger als der Abschreckbereich ist, um sicherzustellen, dass der Härtungsbereich und die Tiefe der Abschreckhärtungsschicht den technischen Anforderungen entsprechen; 4 Wassersprühkästen werden verwendet, um die Kühlvorrichtung am Induktor zu befestigen gleichmäßig um Nabe und Achse verteilt. Der Induktor- und Heizmodus sind in Abbildung 3 dargestellt.
FEIGE. 3 Sensorstruktur und Heizmodus
3. Bestimmung von Prozessparametern der Induktionswärmebehandlung
Nachdem das Design des Induktors abgeschlossen ist, ist der wichtigste Prozess das Debuggen des Induktionshärtungsprozesses, und im Debugging-Prozess sind Frequenz, Leistung und andere leistungsbezogene Heizparameter sehr wichtig. Die bei dieser Prozessentwicklung verwendete Ausrüstung ist ein IGBT-Transistor-Frequenzumwandlungsnetzteil. Es wird eine Zvrc-2-Doppelstationen-Abschreckmaschine mit einer maximalen Ausgangsleistung von 350 kW und einer Arbeitsfrequenz von 4 bis 20 kHz und 20 bis 80 kHz verwendet.
(1) Frequenzauswahl
Die Wahl der Frequenz besteht nicht darin, einen korrekten Frequenzwert zu wählen, sondern die am besten geeignete Frequenzgrößenordnung, dh einen vernünftigen Frequenzbereich, zu wählen. Ein angemessenes Frequenzsegment hat offensichtliche Vorteile bei der Energieausnutzung, der Werkstückqualität usw. Eine angemessene Frequenzauswahl kann eine Durchdringungserwärmung realisieren, andernfalls handelt es sich um eine Leitungserwärmung. Die Durchdringungserwärmung ist besser als die Leitungserwärmung im Induktionserwärmungsprozess. Gemäß der theoretischen Analyse ist der Auswahlbereich der Frequenz 15625/x2 < F < 250,000 /x2, im Allgemeinen ist der optimale Frequenzwert F = 60,000 /x2, (x ist die Tiefe der Härtungsschicht, mm); Nach der Berechnung wird die Prozesstestfrequenz F auf 12 kHz eingestellt.
(2) Auswahl der spezifischen Leistung und Stromversorgung
Wenn eine Mittelfrequenz-Stromversorgung verwendet wird, ist die spezifische Leistung P0 = 0.5 ~ 2 kW/cm2; Im Allgemeinen gilt: Je niedriger die Stromfrequenz, desto kleiner die Werkstückgröße (Durchmesser), die erforderliche Tiefe der Härtungsschicht ist geringer, desto größer ist die Kraft der Auswahl; Im Gegenteil, je kleiner die Leistung gewählt wird.
Entsprechend der Heizfläche der Teile wird die empfohlene spezifische Leistung berechnet und die Stromversorgung ausgewählt. Die Stromversorgung kann nach folgender Formel berechnet werden:
P = AP0 / eta eta 1 2
Hier P — Stromversorgungsleistung (kW);
A — Gleichzeitig erhitzte Oberfläche des Werkstücks (cm2);
P0 — spezifische Leistung (kW/cm2);
1 – Wirkungsgrad des Löschtransformators, normalerweise 80 %;
Essen Sie einen besseren Kuchen 2 – Sensoreffizienz, normalerweise 80 %.
Die berechnete Leistung des gewählten Netzteils beträgt ca. 160kW.
(3) Auswahl des Abschreckkühlmediums und der Kühlzeit
Die Kühlmethode ist die Strahlkühlung, die beim Abschrecken durch Induktionserwärmung am häufigsten verwendet wird. Es wurde ein wasserbasiertes PAG-Abschreckkühlmedium ausgewählt, dessen Konzentration 3% ~ 5% betrug. Da ein einmaliges Abschrecken angewendet wird, ist der Kühleinspritzdruck mit 0.25 MPa relativ hoch. Die Abkühlzeit wird gemäß TC = (1 ~ 2) tH berechnet, und der TC kann nach Versuch oder Korrektur endgültig bestimmt werden. Ob die Abkühlzeit angemessen ist, hängt hauptsächlich von der Oberflächenhärte der Teile, der Tiefe der gehärteten Schicht und der metallographischen Struktur der gehärteten Schicht ab.
Die Nabenwelle nach Induktionserwärmung und Wärmebehandlung ist in Abbildung 4 dargestellt.
FEIGE. 4 Nabenwelle nach Induktionserwärmung und Wärmebehandlung