装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法.pdf

本发明涉及一种装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法，其特征在于：将淬火感应器的接触板同淬火机床的淬火变压器紧固在一起；零件槽口向下放置在定位板的凸台上；按下启动按钮，交变电流通过淬火变压器的两个极板与感应器形成环流，使放置在有效导线附近的金属零件中产生感应电流使其加热，加热时间为2-3秒；当零件加热到高于材料的奥氏体化温度50℃时，停止加热，并通过喷水充分冷却，冷却时间为5秒；冷却结束后将零件从定位板上取下，即完成该零件的淬火过程。其解决了感应淬火有效硬化层分布均匀性，可降低感应电流的热透入深度；采用短时间快速加热方式，缩短热传导时间；减少零件的热影响区；感应器的结构简单，工艺时间短，生产效率高。

1、  装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法，其特征在于：其具体工艺步骤如下：(A)将淬火感应器的接触板(1)同淬火机床的淬火变压器紧固在一起；在保证冷却水和淬火水路通畅的条件下，将零件槽口向下放置在定位板(5)上，该定位板(5)是在具有避磁作用的6mm厚紫铜板上加工出的一个宽度为7.9mm、高度为1mm的凸台作为定位台，使零件的槽口坐在凸台上，限制零件的上下位置，为限制零件沿有效导线的位置，将用于定位板(5)和有效导线(2)绝缘及耐热作用的1mm厚聚四氟乙烯板做成两块，中间留出位置放置零件；有效导线(2)与槽口两个侧面的间隙均匀在1m；(B)此时，按下启动按钮，交变电流通过淬火变压器的两个极板与感应器形成环流，在该交变电流产生的磁场的作用下，使放置在有效导线(2)附近的金属零件中产生感应电流(涡流)使零件加热，加热时间为2-3秒，选择频率较高的感应加热电源，即频率为200kHz、功率为100kW MOSFET晶体管电源，减少热电流透入深度；(C)当零件加热到高于材料的奥氏体化温度50℃时，停止加热，并通过焊在有效导线(2)两侧的喷水器(9)立即喷水；两个相对布置的矩形喷水器(9)焊在有效导线(2)两侧的过渡导线(17)、(18)上，使从喷水孔射出的水柱喷在零件的槽口处，保证充分冷却，使零件需要淬火强化的部位发生马氏体转变，冷却时间为5秒；冷却结束后将零件从定位板(5)上取下，表面硬度：500-600HV₁有效硬化层深度：DS＝440HV₁0.5-2，即完成该零件的淬火过程。

2、  根据权利要求图1所述的装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法，其特征在于所述的淬火感应器的有效导线(2)的两端分别与两个过渡导线的一端焊在一起，两个过渡导线(17)、(18)的另一端又分别与两个汇流导线(15)、(16)的一端焊在一起，两个进水管(14)分别焊在汇流导线(15)、(16)的另一端后焊在两个对称的接触板(1)上，形成一个电流回路。

装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法
技术领域：
本发明涉及一种装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法。
背景技术：
在现代汽车制造中，发动机的装配式凸轮轴是比较先进的技术之一，端头在凸轮轴总成中起到插接式联轴节作用，工作中零件的槽口处承受冲击和摩擦，根据其工作条件和服役条件，在制造过程中要求槽口的两侧具有较高的硬度提高耐磨性和强度，需要进行感应淬火强化。该零件要求在宽8mm、高度8.5mm的槽口两侧进行感应淬火，由于淬火部位的空间很小，感应器的有效导线在槽口内的布置非常困难；受到零件形状和尺寸的限制，零件的定位困难；由于零件的尺寸小，热容量也小，要得到槽口两侧均匀分布的感应淬火有效硬化层难度很大。
鉴于以上难点，用传统形式的槽口类零件淬火感应器，实现该零件的感应淬火，并得到符合产品图纸规定的感应淬火技术要求的合格零件非常困难。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法，其①使用新开发的新型感应器和合理的工艺参数，该零件的感应淬火质量达到产品图纸规定的感应淬火技术要求，满足使用性能；②感应器的结构简单，工艺时间短，生产效率高；③用简单的方法解决了该零件定位困难和有效硬化层分布均匀性的问题；④该零件感应淬火所使用的新型感应器可以在类似零件的感应淬火中推广应用。
本发明的技术方案是这样实现的：装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法，其特征在于：其具体工艺步骤如下：(A)将淬火感应器的接触板同淬火机床的淬火变压器紧固在一起；在保证冷却水和淬火水路通畅的条件下，将零件槽口向下放置在定位板上，该定位板是在具有避磁作用的6mm厚紫铜板上加工出的一个宽度为7.9mm、高度为1mm的凸台作为定位台，使零件的槽口坐在凸台上，限制零件的上下位置，为限制零件沿有效导线的位置，将用于定位板和有效导线绝缘及耐热作用的1mm厚聚四氟乙烯板做成两块，中间留出位置放置零件；有效导线与槽口两个侧面的间隙均匀在1mm；(B)此时，按下启动按钮，交变电流通过淬火变压器的两个极板与感应器形成环流，在该交变电流产生的磁场的作用下，使放置在有效导线附近的金属零件中产生感应电流(涡流)使零件加热，加热时间为2-3秒，选择频率较高的感应加热电源，即频率为200kHz、功率为100kW MOSFET晶体管电源，减少热电流透入深度；(C)当零件加热到高于材料的奥氏体化温度50℃时，停止加热，并通过焊在有效导线两侧的喷水器立即喷水；两个相对布置的矩形喷水器焊在有效导线两侧的过度导线上，使从喷水孔射出的水柱喷在零件的槽口处，保证充分冷却，使零件需要淬火强化的部位发生马氏体转变，冷却时间为5秒；冷却结束后将零件从定位板上取下，表面硬度：500-600HV₁有效硬化层深度：DS＝440HV₁0.5-2，即完成该零件的淬火过程。
淬火感应器有效导线的两端分别与两个过渡导线的一端焊在一起，两个过渡导线的另一端又分别与两个汇流导线的一端焊在一起，两个进水管分别焊在汇流导线的另一端后焊在两个对称的接触板上。
本发明的积极效果是解决了感应淬火有效硬化层分布均匀性，可降低感应电流的热透入深度；采用短时间快速加热方式，缩短热传导时间；利用低导磁率材料的避磁效果，用紫铜板作为零件的定位板使感应电流只流经在希望得到硬化的槽口两侧，减少零件的热影响区；通过感应器在装配时的调整，保证有效导线与槽口两个侧面的间隙均匀大约在1mm左右；感应器的结构简单，工艺时间短，生产效率高。
附图说明：
图1为本发明的感应器的结构示意图；
图2为本发明的侧面结构示意图；
图3为本发明的A-A示意图；
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图所示装配式凸轮轴端头槽口部位淬火方法，其特征在于：其具体工艺步骤如下：(A)将淬火感应器的接触板1同淬火机床的淬火变压器紧固在一起；在保证冷却水和淬火水路通畅的条件下，将零件槽口向下放置在定位板5上，该定位板5是在具有避磁作用的6mm厚紫铜板上加工出的一个宽度为7.9mm、高度为1mm的凸台作为定位台，使零件的槽口坐在凸台上，限制零件的上下位置，为限制零件沿有效导线2的位置，将用于定位板5和有效导线2绝缘及耐热作用的1mm厚聚四氟乙烯板做成两块，中间留出位置放置零件；有效导线2与槽口两个侧面的间隙均匀在1mm；(B)此时，按下启动按钮，交变电流通过淬火变压器的两个极板与感应器形成环流，在该交变电流产生的磁场的作用下，使放置在有效导线2附近的金属零件中产生感应电流(涡流)使零件加热，加热时间为2-3秒，选择频率较高的感应加热电源，即频率为200kHz、功率为100kW MOSFET晶体管电源；(C)当零件加热到高于材料的奥氏体化温度50℃时，停止加热，并通过焊在有效导线2两侧的喷水器9立即喷水；两个相对布置的矩形喷水器9焊在有效导线2两侧的过渡导线17、18上，使从喷水孔射出的水柱喷在零件的槽口处，保证充分冷却，使零件需要淬火强化的部位发生马氏体转变，冷却时间为5秒；冷却结束后将零件从定位板5上取下，表面硬度：500-600HV₁有效硬化层深度：DS＝440HV₁0.5-2，即完成该零件的淬火过程。
如图1-3所示，淬火感应器的有效导线2与两个过渡导线17、18的一端焊在一起，过渡导线17、18又分别与两个汇流导线15、16的一端焊在一起，将两个进水管14分别焊在汇流导线15、16的另一端后焊在两个对称的接触板1上，形成感应器的电流回路；感应器的定位板5用两块绝缘板3和两个绝缘套管19与有效导线2绝缘后，通过两个黄铜垫圈10、两个绝缘垫圈11、两个螺母12和焊在有效导线2下面的两个黄铜螺柱6紧固在一起；两个带有进水管8的喷水器9通过连接板20焊在有效导线2两侧的过渡导线17、18上，两个喷水器9的喷水孔相对，使水柱直接喷向零件的槽口两侧；将两个接触板1用绝缘垫板7绝缘后，用两个黄铜螺栓13、四个黄铜垫圈10、四个绝缘垫圈11、两个绝缘套管7、两个黄铜螺母12紧固在一起。感应淬火零件的材料：44SMn28，淬火零件要求在宽8mm、高度8.5mm的槽口两侧进行感应淬火。
表1  端头槽口淬火工艺参数