Die Antriebsradwelle IE1671 (siehe Abbildung 1) ist eine Welle mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Übertragung des Drehmoments auf die Antriebsraddrehung in der Fahrzeuggetriebebaugruppe und ist ein Schlüssel- und Sicherheitsteil des Fahrzeugs. Aufgrund der Eigenschaften der Induktionswärmebehandlung (lokale Oberflächenerwärmung) neigt dieses Teil zur Überhitzung, wenn die Induktionserwärmung am Ende des Keils und an der scharfen Ecke der Stufe angewendet wird, was zu einer gröberen Körnung führt. Darüber hinaus gibt es aufgrund der speziellen Struktur der Antriebsradwelle (Härtungsschicht mit runden Ecken von R muss tiefer als 7 mm sein; Acuity 47 HRC-Härte, Tiefe der Härtungsschicht 3 ~ 16 mm) fünf Spezifikationen, Korngröße und Martensitgehalt von 90 % oder höher, Stufe 5 oder höher, mehrere technische Anforderungen), stellen Sie gleichzeitig sicher, dass die Tiefe der Härtungsschicht leicht zu Überhitzung führt, R der abgerundete Teil grobkörnig wird, das Ende am Bolzenloch von der Wurzel 0.6 mm entfernt ist zum Härten, auch einfach, die Kälte beim Abkühlen schneller zu machen, die Phasenumwandlungsspannung, die thermische Spannung ist größer, plus die Härtbarkeit und das gute Material, so dass beim Abschrecken die Verformung und die Rissneigung größer sind.
Das Material von Abbildung 1 ist das IE1671-Antriebsradwellendiagramm
Um dieses Problem zu lösen, wurde für diese Art von Antriebsachse der Mittelfrequenz-Induktionshärtungsprozess untersucht, durch die Optimierungsparameter des elektrischen Induktionsabschreckprozesses, die Werkzeug- und Vorrichtungskonstruktion und eine Reihe von experimentellen Arbeiten wurde ein für die Antriebsachse geeigneter Satz entwickelt der Produktion der beste Prozess, die Ablehnungsrate zu reduzieren, gleichzeitig hohe Qualität, niedrige Kosten, den niedrigen Energieverbrauch der grünen Fertigungsziele zu erreichen.
1. Technische Anforderungen
Material und Verfahren: IE1671 ist äquivalent zu 30CrMnMoB in China, und seine chemische Zusammensetzungsanalyse ist in Tabelle 1 gezeigt. Härtemessung und metallographische Struktur in verschiedenen Tiefen der Probenahmestelle und an verschiedenen Orten sind in FIG. 2 und FIG. 3 bzw.
Tabelle 1 Chemische Zusammensetzung der Antriebsradwelle (Massenanteil) (%)
FEIGE. 2 Diagramm der Abtastposition von Teilen der Antriebsradwelle
Technische Anforderungen: DB4.0.H1, H2, H3 ≥47HRC. Tiefe der Härteschicht, H1-Segment: 7 ~ 16 mm; Abschnitt H2: 7 ~ 12 mm; Abschnitt H3: 3 mm; Position A ≥ 7 mm.
(a) Härtemessung in verschiedenen Tiefen an Position 1
(b) Härtemessung an Position 2 in verschiedenen Tiefen
(c) Härtemessung an Position 3 in verschiedenen Tiefen
(d) Härtemessung an Position 4 in verschiedenen Tiefen
(e) Metallographische Standardstruktur an Position 1 (100×)
(f) Metallografische Standardstruktur bei 7 mm Position 1 (100×)
(g) Metallographische Standardstruktur an Position 2 (100×)
(h) Metallografische Standardstruktur bei 7 mm Position 2 (100×)
(I) Metallographische Standardstruktur an Position 3 (100×)
(j) Metallographische Standardstruktur bei 7 mm Position 3 (100×)
(k)Metallographische Standardstruktur an Position 4 (100×)
(l) Metallografische Standardstruktur bei 7 mm Position 4 (100×)
(m) Metallographische Standardstruktur an Position 5 (100×)
(n) Metallographische Standardstruktur bei 7 mm Position 5 (100×)
Figure 3
2. Parameter des Induktionslöschprozesses
A. Festlegung des Prozessplans
Der verwendete Induktor ist der Ringinduktor, dessen Aufbau in Bild 4 dargestellt ist. Der Sensordurchmesser beträgt 178 mm, der Sensor mit einem Wassersprühring.
Abbildung 4: Antriebsradwelle IE1671 bei Frequenzinduktionslöschsensor
(1) Tiefe der Härtungsschicht
Die Tiefe der Härtungsschicht der Teile hängt von der Größe der Netzfrequenz, der Bewegungsgeschwindigkeit der Teile, der Heilungskraft, der Größe des Sensorspalts und davon ab, ob der Sensor vorgeheizt ist usw. Die Zwischenfrequenzleistung Die Ausrüstung, die beim Zwischenfrequenzlöschen der IE1671-Antriebsradwelle verwendet wird, beträgt 8000 Hz, 160 kW. Die Härtungsschichttiefe des Mittelfrequenz-Induktionsabschreckens beträgt im Allgemeinen 2 bis 4 mm. Daher ist die Verwendung des Mittelfrequenz-Induktionsabschreckens der Antriebsradwelle zum Erreichen der Härteschichttiefe von 7 bis 16 mm mit dem herkömmlichen Abschreckverfahren sehr schwierig. Daher kann der Abschreckprozess nur als Lösung für die Ausrüstung angesehen werden, und Teile selbst können das Problem nicht lösen.
(2) Bewegungsgeschwindigkeit der Teile
Unter anderen unveränderten Bedingungen ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Teils umgekehrt proportional zur Tiefe der Härtungsschicht, dh je schneller die Bewegungsgeschwindigkeit des Teils ist, desto flacher ist die Tiefe der Härtungsschicht; Je langsamer die Bewegungsgeschwindigkeit ist, desto tiefer ist die Härtungsschicht. Für diese Teile, wenn die Mittelfrequenz-Induktionslöschteile die Bewegungsgeschwindigkeit verlangsamen sollten, die Bewegungsgeschwindigkeit zu langsam ist, aber die Teile dazu führen können, dass die Temperatur der Teile zu hoch ist, die Organisation der Teile sperrig ist, das Problem der Spline-Abschreckung leicht ist, sollte der Grund sein durch die Test, Debuggen einer geeigneten Teilebewegungsgeschwindigkeit, um die 7 ~ 16 mm Härtungsschichttiefe der technischen Anforderungen zu erfüllen.
(3) Heizleistung
Unter sonst unveränderten Bedingungen gilt: je größer die Heizleistung des Teils, desto tiefer die Härtungsschichttiefe; Im Gegenteil, je kleiner die Heizleistung des Teils ist (unter der Voraussetzung, dass das Teil die Abschrecktemperatur erreichen kann), desto geringer ist die Härtungsschichttiefe.
(4) Die Größe des Sensorspalts
Je größer der Sensorabstand ist, desto langsamer ist die Aufheizgeschwindigkeit und desto länger dauert es, bis das Teil die Phasenübergangstemperatur erreicht, und desto tiefer ist die Härtungsschicht. Im Gegensatz dazu ist die Tiefe der Härtungsschicht geringer.
(5) Andere
Die Erwärmung der Teile wird durch die Wärmeübertragung von der Oberfläche zur Mitte beim Abschrecken erreicht, während das Zwischenfrequenz-Induktionsabschrecken durch die Wärmeübertragung von der sekundären Oberfläche zur Außenfläche beim Abschrecken erzielt wird. Wenn das erste Vorheizen und dann das Abschrecken durch kontinuierliches Erhitzen durchgeführt wird, kann dies dazu führen, dass sich die Brenndauer der Teile verlängert, die Härtungsschicht tiefer wird und die Oberflächentemperatur nicht zu hoch wird.
B. Bestimmung elektrischer Parameter
(1) Transformatorverhältnis
Je nach Aufbau und Praxiserfahrung des Induktors wurde nach dem Prozessoptimierungstest 20:1 gewählt.
(2) Elektrische Parameter
Nach dem Prozessoptimierungstest ist die Versorgungsspannung: U = 500 ~ 600 V; Strom: I = 100 ~ 120 A; Kapazität C ist in Gang 1, 3 und 6 eingestellt (von links); Leistungsfaktor: cos Ф = 1. Leistung Größe: P-Spline-Set 60 kW; P optische Achse ist 65 kW; Leistungsmesserindex: 9:40. Wasserdruck: Zählerstand ist 10 bar. Basis (Null): -534 (80 kW).
(3) Abschreckverfahren
Wählen Sie das Abschrecken durch kontinuierliches Erhitzen und das Abschrecken durch Sprühkühlung. Als Abschreckmedium wurde 1% Polyvinylalkohol verwendet.
(4) Nach der Optimierung der Antriebsradwelle ist die Prozessprogrammierung wie folgt (die Testprogrammierungsnummer ist 1001, die Details sind wie folgt):
N10 S7
N20 G0 X-86
N30 S2
N40 G4 F3.2
N50 G1 X-152 F300
N60 G1 X-196 F400
N70 G1 X-293 F300
N80 G1 X-485 F400
N90 G4 F0.7
N100 G1 X-534 F500
N110 S2
N120 G4 F19
N130 S4
N140 G4 F16
N150 S2
N160 G4 F19
N170 S4
N180 G4 F16
N190 S2
N200 G4 F24
N210 G1 X-479 F400
N220 G4 F1
N230 G1 X-472 F185
N240 S5
N250 G1 X-337 F185
N260 G4 F0.5
N270 G1 X-293 F185
N280 G4 F1.5
N290 G1 X-152 F185
N300 G4 F2
N310 G1 X-128 F270
N320 G1 X-86 F250
N330 G4 F1.2
N340 S4
N350 G1 X-50 F500
N360 G4 F13
N370 G1 X-80 F500
N380 G4 F28
N390 S6
N400 S8
N410 G0 X0
N420 M2
3. Metallografische Strukturerkennung nach dem Abschrecken
Nach dem Abschrecken der Teile durch zerstörungsfreie Magnetpulverprüfung wurden keine Defekte gefunden. Die Detektionsergebnisse der Härtungsschichttiefe der gehärteten Teile sind in Tabelle 2 und Bild 5 dargestellt.
Tabelle 2 Härteschichttiefe der Antriebswelle
(a) Position 1
(b) Position 2
(c) Position 3
(d) Position 4
Figure 5
Die Härtetestergebnisse der gehärteten Teile sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3 Härtewert der Antriebsradwelle:
Nach dem Abschrecken ist die metallografische Struktur der Teile in Tabelle 4 und Abbildung 6 dargestellt.
Tabelle 4 Metallographisches Gefüge der abgeschreckten Teile der Antriebsradwelle:
(a) Tatsächliche metallographische Struktur an Position 1
(b) tatsächliche metallographische Struktur bei 7 mm von Position 1
(c) Tatsächliche metallographische Struktur an Position 2
(d) tatsächliche metallographische Struktur bei 7 mm von Position 2
(e) Tatsächliche metallographische Struktur an Position 3
(f) tatsächliche metallographische Struktur bei 7 mm von Position 3
(g) Tatsächliche metallographische Struktur an Position 4
(h) tatsächliche metallographische Struktur bei 7 mm von Position 4
(I) Tatsächliche metallographische Struktur an Position 5
(j) tatsächliche metallographische Struktur bei 7 mm von Position 5
Abbildung 6.
4. Fazit
(1) 85 Stück Induktionsabschreckstücke von 425 Stück Antriebsradwellenteilen wurden zufällig entnommen und die Abschreckhärte wurde mit 51 ~ 54 HRC gemessen; Die Tiefe der gehärteten Schicht beträgt 3 ~ 16 mm (Anforderungen an den 5-Teile-Bereich), Korngröße ≥5 Grad, Martensitgehalt ≥90%, in Übereinstimmung mit der Produktzeichnung für die Wärmebehandlung der technischen Anforderungen der Teile.
(2) der Erfolg des Abschreckprozesses, der Ausrüstung und der kompletten Sätze der Abschreckvorrichtung kann in der ähnlichen Antriebsachse des Mittelfrequenz-Induktionshärtens und der Programmierung angewendet werden, bequemer und praktischer Betrieb, der Abschreckprozess ist einfach, zuverlässig, einmal der Prozess , der Abschreckprozess hat eine zuverlässige Reproduzierbarkeit, kann die Abschreckergebnisse und die Stabilität der Abschreckqualität sicherstellen, gleichzeitig hat die expandierende Anwendung von Induktionsgeräten eine weitere Verbesserung erfahren.
(3) Durch die Untersuchung des Induktionsabschreckprozesses der Antriebsradwelle wurde festgestellt, dass bei einem Material der Fremdmarke IE1671 (entspricht 30CrMnMoB) die Härtbarkeit bei wCr = 0.5 % stark ist, was sich direkt auf die Tiefe auswirkt die Härtungsschicht, nämlich die Härtbarkeit ist proportional zur Tiefe der Härtungsschicht; Bei gleichem Material mit gleicher Schichttiefe führt die kurze Aufheiz- und Abkühlzeit zu einer zu hohen Härte und zu dickem Gefüge. Gemäß dem chemischen Zusammensetzungstest beträgt der wC dieser Probe 0.31 %. Entsprechend der Abweichung des Kohlenstoffgehalts in verschiedenen Chargen der Carter-Antriebswelle von 3309 und 3310 in diesem Projekt wird die Abschreckhärte direkt beeinflusst, dh der Kohlenstoffgehalt im gleichen Zustand und Prozess ist proportional zur Härte.
(4) Die Forschungsergebnisse können dem Gebiet der Induktionslöschung zugeschrieben werden und waren ein Durchbruch in der experimentellen Arbeit. Bei der Wärmebehandlungsproduktion wird die Abschreckwerkzeugmaschine immer häufiger eingesetzt, wodurch wir qualitativ hochwertige Teile herstellen können, die den Anforderungen des Umweltschutzes und der Sicherheit unter effizienterer und genauerer Qualitätskontrolle entsprechen.
