有关数控淬火机床的质量检验与控制的解析

有关数控淬火机床的质量检验与控制的解析

一、数控淬火机床的质量检验一般包括哪些项目？

数控淬火机床的质量检验，一般应包括外观、硬度、淬硬区域、淬硬层深度、金相组织、变形与裂纹这七个项目。

(1)外观感应淬火件表面不得有烧熔、裂纹等缺陷。正常淬火表面是米臼色夹有黑色（氧化皮）。灰白一般表示淬火温度过高，表面全部为黑色或蓝色，一般表示淬火温度不够。局部烧熔及明显裂纹、崩落、掉角在外观检查时即能发现。小批量及批量生产的零件，外观检查率为100%。

(2)硬度可用洛氏硬度计进行抽查，抽检率根据零件的重要程度及工艺稳定性而定，一般为3%-10% ，再辅以锉刀检查或100%锉刀检查。锉刀检查时，检查员最好备有不同硬度的标准块（常为套状）进行对比，以提高锉刀检查的准确度。自动化生产中，较先进的硬度检查法已有采用涡流测试仪等检查。

(3)淬硬区域小批量生产常采用直尺或卡尺测量，也可用强酸浸蚀淬火表面，使显现出白色淬硬区，进行检验。浸蚀法常用于调整及试验。大量生产中，如果感应器或控制淬硬区的机构可靠，一般只需抽检，抽检率为1%-3%。

(4)淬硬层深度淬硬层深度目前大都还采用切割淬火件的规定检验部位，测量该部位的淬硬层深度。过去国内用金相法测量淬硬层深度，现在贯彻GB/T 5617一2005．用测量淬硬层的断面硬度来确定其深度。淬硬层深度检查由于一般还需要破坏零件，因此，除特殊零件、特殊规定外，一般只作抽查。小零件大批量生产可为每班抽查1件或每生产100、500件抽查1件等，大零件可为每月抽查1件等。采用先进的非破坏测试仪器时，抽检率可以提高，甚至可100%检查。

(5)金相组织感应淬火件的材料主要是中碳钢与铸铁，淬火件的显微组织一般是与硬度相对应的。对一些重要零件，设计图样上提出了显微组织的要求，主要是为了防止过热产生的粗大马氏体，同时防止欠热产生的未溶铁素体。

(6)变形变形主要检查轴类零件，一般采用中心架、百分表来测量零件淬火后的摆差值。摆差值根据零件的长度、直径比而变，感应淬火零件可校直的，其挠曲量可以略大些。一般允许的摆差值与淬火后的磨量有关，磨量越小，允许的摆差值也越小。轴类一般零件的直径磨量常为0.4～1mm。允许零件校直后的摆差值为0. 15 - 0. 3mm。

(7)裂纹较重要的零件淬火后均需经磁粉探伤检查，设备较好的工厂均已用荧光粉显示裂纹。经磁粉探伤的零件，应经过退磁处理后再进入下一道工序。

二、钢铁件的感应淬火回火过程质量控制有哪些内容？

(1)感应器的设计与选用感应器、喷水器的结构、形状及尺寸精度应满足使用要求。

(2)感应器的检查对冷却器和相关夹具进行检查，对感应器的变形、破损以及线圈的状态等应当加以确认；还要对冷却器出水口进行检查与清理，并确认夹具能正常动作。感应器与变压器端板之间必须保持良好接触。

(3)工件的装夹装夹时需严格保持工件与感应器的相对位置正确，特别是应当注意偏心和倾斜，以保证加热与冷却速度相对均匀。避免因为工件的局部加热引起的膨胀、畸变导致感应器与工件间的接触放电等故障。

(4)工件的淬火加热与冷却根据工件、设备条件和试验结果，确定加热工艺参数，如功率或回路电压、加热温度、加热时间或工件进给速度等。选用适当的冷却介质，试验确定冷却工艺参数，如介质温度、压力、流量、浓度的范围及冷却时间。必要时为控制工件畸变也可采用加压淬火。

(5)工件的回火加热与冷却回火加热与冷却时，确认加热与冷却的条件，为避免发生开裂、畸变和其他缺陷应当在淬火后及时回火，也可采用自回火的方法。回火温．温瞎法。回火温度的选择应使工件及表面获得规定的性能。

(6)感应淬火及回火之后的校直处理热处理后对需校直的工件应当确保校直产生的残余应力不妨碍后续的机械加工与使用，必要时应进行去应力处理。(7)记录应按规定和工艺要求对处理工艺进行记录，并妥善保管，以便备用。

三、感应淬火件淬硬层深度波动的影响因素有哪些？

(1)材料因素感应淬火钢中，锰、铬、钼含量对淬硬层深度波动影响最大。如果切割感应淬火件发现加热层深度相似，但淬硬层深度变化很大，应怀疑材料I 因素。

(2)数控淬火机床设备因素

1)电源电压波动而又没有能量监控会造成淬火温度波动，它直接影响淬火件的质量。

2)淬火机扫描速度波动，液压淬火机因油温变化影响扫描速度，此问题在现代淬火机床上由于采用机械传动方式已经不再产生了。

3)感应器老化和变形，特别是导磁体老化。导磁体老化，感应器效率降低了，直接降低淬火温度，这是个值得注意的问题。

(3)淬火介质因素淬火介质的浓度、压力、流量、温度均会影响淬硬层深度。

四、如何解决感应淬火件的变形问题？

感应淬火件的变形有多种形式，如轴、条板的弯曲，孔的胀大、缩小或出现锥度，盘状件的挠曲，滚珠丝杠螺距的伸缩，单齿淬火节距累积误差等。

(1)细长轴件的弯曲畸变扫描淬火细长轴件时发生畸变，解决的方法如下：1)放松上顶尖，用弹簧顶尖、气动顶尖或一端可自由伸长，消除工件加热伸长时产生的阻力。

2)增加校正辊，当感应器通过时能自动让开，其作用与车床中心架相似。

3)要使有效圈、喷液器尽可能与工件同心则加热温度与冷却速度在圆周上是均匀的，产生的弯曲也会减少。

(2)条板状工件的弯曲畸变单面淬火时常发生凹陷形畸变，解决的方法如下：1)对称淬火。如果工件技术要求允许，将两个面同时扫描淬火，会减少畸变，

还有是在淬火面的对面用火焰加热，可减少畸变。

2)预弯。将待淬火件先进行凸肚形预弯，淬火后产生凹陷形正好抵消畸变，此方法在钢轨表面淬火中已应用。

(3)内孔畸变缸套内表面淬火后一般内孔径收缩，原因是缸套外壁有水冷却，内表面淬火后，组织体积增大不能向外扩只能向内挤，所以孔径缩小，此畸变是有规律的，可以修改随后珩磨工序的预留磨量，即淬火前孔径略加大，抵消淬火产生的收缩量。内齿圈全齿淬火时可采用同样的方法处理。

(4) 加热过程中的变形薄片件如木工锯片小500mm x3mm，齿部高频感应淬火。这个工件在加热过程中即会呈波浪形扭曲，极不规则，这是因局部温度不匀由热应力而产生，以后采用将工件在普通炉中预热到650℃再高频感应加热，温升从800℃改变为150℃，锯片上热应力减小，不再扭曲变形，使齿部高频感应淬火顺利完成。

(5)齿轮变形减少齿轮淬火变形的措施大致如下：

1)防止齿轮内孔缩小。许多机床厂总结了这方面的经验，有些机床厂要求齿轮淬火后，内孔收缩<0.005mm，或<0.01mm，而一般高频感应淬火后，内孔收缩常达0.01 -0.05mm；有些厂将花键内孔先预热，然后再再淬外齿；有些厂对厚壁齿轮在齿坯粗车后，增加高温回火工序，再加高频感应正火以产生应力，然后精齿轮在齿还租车后，增加高温回火工序序；再加高频感应正火以产生应力，然后精车、拉花键、切齿、剃齿、高频感应淬火、低温回火，可控制内孔收缩在0.005mm 以内。

2)对逐齿淬火的齿轮，最后淬火的轮齿变形最大。因此，逐齿淬火减少变形的方法是交替地进行淬火，即隔开一或两个齿进行淬火。

五、感应淬火件硬度达不到技术要求的原因有哪些？

数控淬火机床感应淬火件硬度达不到技术要求的原因是多方面的。

(1)淬火温度不够即加热不足，未广达到奥氏体化温度要求。对中碳结构钢来/讲，奥氏体中有未溶铁素体，淬火组织中图除马氏体外存在未溶铁素体，工件的淬火表面常呈蓝色。从感应淬火件外观上也可看出，正常淬火表面呈米色，过热表面呈白色。

(2)冷却不足即冷却速度低于临界冷却速度。淬火组织中除部分马氏体外，还存在托氏体，托氏体量越大则硬度越低。常发生在淬火冷却介质浓度、温度、压力变动与喷液孔堵塞等情况时。

(3) 自回火温度过高在轴类扫描淬火中会发生自回火温度过高的问题，一般是卧式轴类淬火或台阶状轴类垂直淬火时发生的。当喷液器宽度较短时，加热奄面快速通过喷液器没有将淬火段冷够，而水流因台阶（大直径段在上，小直径段在下）阻挡，不能继续冷却已淬火段时产生。因此，淬火表面常可观察并检测到明显的自回火温度过高。

(4)软点或螺旋状黑带淬火表面的软点常呈黑色，典型的螺旋状黑带是扫描淬火件常见的缺陷现象。此黑色带亦即软带，常是托氏体组乡本组织。解决的方法是喷液要均匀，提高工件转速也能缩减黑带的螺距，但最基本的是喷液器的结构