轴承套圈锻造中频感应加热工艺分析

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轴承套 圈锻造 中频感应 加热工艺分析
于 波
（ 哈 尔滨 轴 承 集 团公 司 ， 黑 龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ６ ）
摘 要： 中频感应加热所使用的 电源 ， 一般都是 晶闸管逆 变中频 电源， 它是将工频 电源经三相全 波晶闸管桥式整流 ， 经平波电抗器滤 波后 ， 再经单相桥式逆 变电路 ， 供给 电感和 电容组成的并联谐振 电路进行 工作 的。 中频感应加热 与工频感应加热相 比 ， 前者集肤效应 明 显， 加热渗透深度 小。本文将探讨 轴承套 圈锻造 中频感应加热工艺分析 。 关键 词 ： 轴承套 圈； 锻造 ； 中频 感应 滚动轴承 的主要 失效形式 （ 如疲劳 、 磨损 和腐 蚀等 ） ， 都 发生于 工件与感应 器之问的间 隙不均匀 是造成工件 淬硬层深度 厚薄 表面或表 面层 。同时， 轴承套 圈的工作 表面和心部在性能要求方面 不一的主要 原因。由于感应器 的形状不可能做得十分规矩 ， 工件在 是有 较大差别 的 ，整体热处理往往 只能较多地满 足表面性 能的需 感 应器 中的安放 位置又不可能 正对 中心 ， 因此 ， 间隙不均匀现象 总 可解决 加热 要， 而不得不牺牲部分心部性 能的需求 。 或者相反 ， 二者往往不能兼 是难以避免 的。圆柱形工件淬火加热时通过旋转运动 ， 顾， 材料的潜力 得不 到充分 的发挥 。应用材 料的表面强化技术不仅 不均匀 的难题 ， 工艺上 一般 不对工件旋转速度 作硬性规定 ， 实 际操 可 以较好地解决表面和心部在性能要求上 的不 同， 而且可以使表面 作时应通过试淬确定合适 的旋转速度翻 。 ２ ． ４淬火操作方式 获得某些特殊 的工作性能 ， 以满足在特定条 件下 工作 的滚动轴 承工 作表面性能要求 ， 既可 以节约一些贵重 的材料又可 以扩大轴 承的应 （ １ ） 同时加热淬 火操 作进行这种操作 时 操作者用手 把握工件 即工件加热时 问） 。 工件加热 用范 围。 轴承套圈锻造进行 中频感应加热是表面强化的一种工 序【 １ ］ 。 并通过脚踏开关控制感应器通电时间（ １ 中频 感 应 加 热 工 艺 的 特 点 温度 由火色判断 ： 当工件加热 到工艺规定温度后 ， 立 即断 开脚 踏开 感应加热表面淬火 是对工件表 面进行 快速加热 ， 使工件表 面迅 关 ， 并 将其 投人或浸人淬火介质 中冷却。 加热齿轮 、 轴等圆柱形工件 把握工 件的手还需让工件作旋转运 动。 （ ２ ） 用淬火 机床进行 同时 速达 到淬火 温度 ， 随后冷却使 工件表面获得淬火组 织 ， 而心部仍保 时 ， 持原始组织的一种淬火 方法 。 加热淬火操作工件在专用淬火机床上进行 同时加热 淬火 时 ， 通过试 工频感应加热是通过感应 圈感应加 热 ， 交流 电的频率 为 ５ ０ Ｈ ｚ 。 淬调整好设备电参数和工件加热 时间 ， 整批工件的加工即可在淬火 工件 电源可用四台 Ｂ Ｘ 一 ５ ０ ０型或 Ｂ Ｘ ２ — １ ０ ０ １ ３ 型交流电焊机并联使用 。它 机床上完成 。因为在设备 电参数 和感应器 固定不变 的条件下 ， 们在 １ ０ ０ ％Ｓ Ｉ Ｚ 作持续率下 ， 可供 给电流 １ ６ ０ ０ Ａ。 加热温度 只与工件加热时 间的长短有关 ； 加 热时间一旦 固定 ， 加 热 中频 感 应 加 热 是 通 过 感 应 圈 感 应 加 热 ，交 流 电 的频 率 为 温度也就确定 了。这类淬火机床上均设有淬火冷却装置 ， 加工圆柱 其加工效率和加工质量较 １ ０ ０ ０ Ｈ ｚ 左右 。 电源 可用功率 为 １ ０ ０ ｋ Ｗ 的 晶闸管并联 逆变 中频 电 形工件的淬火机床还设有工件旋转机构。 高， 特别适合于大批量生产的场合 。 （ ３ ） 用淬火机床进行连续加热淬 源。 中频 感应 加热的特点 ： 在设 备电参 数和感应器保 持固定 的条件 （ １ ） 因为频率较高 ， 加热相 同壁厚和管径 的焊接接头 ， 中频 比工 火的操作连续加热淬火 时， 频可节省电能。（ ２ ） 随着工作电流减 少 ， 感应 圈的截 面相应减少 ， 既 下 ， 工件加热温度只与工件和感应 器问的相对移 动速 度有关 。移动 相 当于工件 加热时间长 ， 加热温度就高 ； 反之 ， 加热温度就 节省 了铜 或铝 材 ， 又改善了劳动强度 。 （ ３ ） 发热效率高 ， 升温速度快 ， 速度慢 ， 提高了工效 。 （ ４ ） 无剩磁 。 用作焊前预热时 ， 不需退磁 。 （ ５ ） 有集肤效 低。通过试淬调整好设备 电参数和相对移动速度 ， 以后 的操作就 由 应， 当工件厚度过大时 ， 里外壁温差太 大。 （ ６ ） 中频输出电压较 高 ， 在 淬火机床来完成 。 使用 中要 注意安全 。感应加热表面淬火的工艺参数 ， 包括热参数和 ２ ． ５不正确的淬火操作 受元件制造工艺和设备装配工艺的限制 ，即使设备型号相同 ， 电参数 。 热参数 主要有感应加热温度 、 加热 时间和加热速度。 电参数 包括设备频率 。 以及决定单位表面功率 的阳极 电压 、 阳极 电流 、 槽路 在电性能上彼此 间也总会存在一些差 异。 当采用 同型号设 备加工 同 如果将这 台设备上使用 的电参数照搬到另一 台设备上 电压 和栅极 电流 。热参数和电参数是密切相关 的， 生产 中是 通过调 种 工件 时 ， 使用 ， 往往 难以保证 工件 的加工质量。 因此 ， 每次加工前均应通过试 整 电参数来控制热参数 ， 从 而保证感应加热表面淬火质量唰 。 淬调整设备 电参数使之符合要求 ， 这是感应加热 的一个重要操作步 ２ 轴 承套 圈锻 造 中频 感 应 加 热 工 艺 ２ ． １淬硬层深度的调整和控制 骤， 绝对不能省 略。 感应加热时 ， 工件表 面的加热层深度 与流经感应 圈的电流频 率 ３ 结 论 总之 ， 本文 主要通过分析轴承套圈锻造 中频感应加热 的工艺分 有关 ， 电流频 率越 高 ， 加热层越浅 ； 反之 ， 加 热层 越深 。但是 ， 在实际 析 。 进行淬火 处理后对轴承套 圈表面强度进一步提高 ， 有利 于轴承 加工 中， 试 图根据工件淬硬层深度精确选定设备频率 的作法并非必 要， 因为仅在频率变动较大时 ， 影 响才会 明显表露出来。 当现有设备 的使用寿命 。 参 考 文 献 频率所能达到的淬硬层深度过浅 而不 能满 足加 工要求 时 ， 可通过 以 ［ １ 】 常煜 璞． 冷轧机 用四列 圆柱滚子轴 承异 常失效分 析及控 制［ Ｊ 】 ． 轴 下办法获得较 大的淬硬层深度 ： （ １ ） 连续 加热淬火时 ， 降低感应 器和工件 的相 对移动速 度或增 承 ， ２ ０ ０ ９ （ ６ ） ． ２ 】 张娟娟 ， 李红 ， 张蕾 ， 等． 轴 承零件 圆形偏 差的 简易测量［ Ｊ ］ ． 轴承 ， 大感 应器 与工 件的间隙。 （ ２ ） 同时加热 淬火 时 ， 降低设备输 出功率或 ［ ０ ０ ８（ ６） ． 采用 间断加热 。设备输 出功率 的大小通过减小 或增 大 Ｖ ｍ来 调整 。 ２ 间断加热相当于分段预 热 ； 间断加热过程 中工件温度呈 阶梯状升高 【 ３ ］ 张中文 ， 陈卉珍 ， 陈 国志． Ｇ Ｃ ｒ ｌ ５ Ｓ ｉ Ｍ ｎ钢 制特 大型 圆锥套 圈油沟淬 Ｊ ］ ． 轴承 ， ２ ０ １ ０ （ １ ） ． 到工艺规定温度 。不管采用上述哪种办法加热工件 ， 其 目的都是通 火裂纹的预防［ ４ ］ 刘岷 。 刘金 川． Ｄ ５ ６ Ｋ 系列精 密冷 辗 扩 数 控机 床 ［ Ｊ ］ ＿ 轴承 ， ２ ０ １ ０ （ ５ ） ． 过延长加热 时间依靠表层热量 向心部传导来获得较 大 的加 热层 深 『