專利名稱：臺階軸超音頻感應淬火的方法及其專用感應線圈的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種臺階軸超音頻感應淬火的方法及其專用感應線圈，屬于金屬熱處
理工藝及設備技術領域。
背景技術：
以往的工藝方法，要想做到臺階軸淬硬層為4-7mm，必須使用中頻淬火機床，中頻
淬火機床的特點是，工件淬硬層深度為5-10mm，這樣一來在中頻淬火機床上，就無法完成
2-5mm淬硬層的工件，這樣的話就無法實現同一臺設備完成多個工藝要求的工件。 如圖1所示為一臺階軸，所述臺階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸與小徑軸之
間有過度圓角R，其中大徑軸直徑D1與小徑軸直徑D2之間差為10-14mm，要求大徑軸和小
徑軸的硬化層的深度為4-7mm，過度圓角R處硬化層的深度大于2mm即如圖1中虛線為淬硬
層終止位置。 淬硬工序是關系到臺階軸的表面硬度及強度的重要工序，現有技術對這種臺階軸的一般采用感應熱處理淬硬，感應電源一般需用中頻感應電源。現有工藝存在以下問題；
1.容易產生臺階軸感應淬火開裂；
2.感應加熱淬火采用兩次裝夾，生產效率低； 3.大徑軸和小徑軸之間過度圓角R處， 一般采用延長加熱時間來加熱，容易使尖角處過熱燒化或淬裂。
發明內容
為了克服以上現有技術的不足，本發明提供了一種能使階梯軸的過度圓角處達到一定的淬硬層深度，且能簡化臺階軸的加工工序的臺階軸超音頻感應淬火的方法及其專用感應線圈。 本發明所采取的技術措施是 —種臺階軸超音頻感應淬火的方法，所述臺階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸
與小徑軸之間有過度圓角，根據大徑軸選擇合適的感應線圈，然后將感應線圈包裹在需要
淬火部分，并使臺階軸做旋轉運動，感應線圈的輸入電壓為380V，超音頻感應加熱電源的輸
入功率為150KW-250KW，超音頻感應加熱電源的振蕩頻率為25-40KHZ。 本發明所述臺階軸超音頻感應淬火的方法，按以下步驟進行 1)利用感應線圈將臺階軸加熱16-20s，使其表面溫度達到600-70(TC，并停頓加
熱2-5s ; 2)再次利用感應線圈將臺階軸加熱16-20s，使其表面溫度達到840-900°C ;
3)斷開感應線圈的電源后對臺階軸需要淬火部分進行淬火噴淋，時間為30-35s。
所述的噴淋壓力為0. 1-0. 15MPa，淬火介質的溫度為20_30°C ，噴淋密度為25-40m3/cm2s。 —種所述臺階軸超音頻感應淬火的方法的專用感應線圈，具有支架、兩個導磁體
3和若干組鑲嵌在導磁體的凹槽內的線圈，該支架具有兩個上下平行設置的橫截面為弧形的導熱面，所述兩個導磁體分別設置在所述導熱面上，且該導熱面的直徑與大徑軸的直徑一致。 上述的專用感應線圈，所述導熱面上連接有水排。
本發明的有益效果 利用超音頻感應電源和專用的感應線圈，通過對感應線圈的輸入電壓，超音頻感應加熱電源的輸入功率為，超音頻感應加熱電源的振蕩頻率、加熱停留時間和噴淋參數的控制，對臺階軸進行感應熱處理。不僅保證了臺階軸的淬硬層深度，且利用余熱進行自回火，進而縮短了加工周期，降低了生產成本。
圖1為臺階軸的結構示意圖。
圖2為感應線圈的結構示意圖。
圖3為淬硬后過度圓角處的金相圖。
圖4為淬硬后大徑軸處的金相圖。
1、支架，2、導磁體，3、水排，4、導熱面。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明以便于本領域人員更好的理解本發明的技術方案。 如圖1所示所述臺階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸與小徑軸之間有過度圓角，本發明用于上述臺階軸超音頻感應淬火的方法，根據大徑軸選擇合適的感應線圈，然后將感應線圈包裹在需要淬火部分，并使臺階軸做旋轉運動，的輸入電壓為380V，超音頻感應加熱電源的輸入功率為150KW-250KW，，超音頻感應加熱電源的振蕩頻率為25-40KHZ。
所述臺階軸超音頻感應淬火的方法，按以下步驟進行 1)利用感應線圈將臺階軸加熱16-20s，使其表面溫度達到600-70(TC，并停頓加熱2-5s ; 2)再次利用感應線圈將臺階軸加熱16-20s，使其表面溫度達到840_90(TC ;
3)斷開感應線圈的電源后對臺階軸需要淬火部分進行淬火噴淋，時間為30-35s。
所述的噴淋壓力為0. 1-0. 15MPa，淬火介質的溫度為20_30°C ，噴淋密度為25-40m3/cm2s。 如圖2為上述用于臺階軸超音頻感應淬火的方法的專用感應線圈，具有支架1、兩個導磁體2和若干組鑲嵌在導磁體2的凹槽內的線圈，該支架1具有兩個上下平行設置的橫截面為弧形的導熱面4，所述兩個導磁體2分別設置在所述導熱面4上，且該導熱面4的直徑與大徑軸的直徑一致。 為了方便淬火處理，所述導熱面4上連接有水排3。
本發明中所述的淬火介質可以選擇水、油或聚丙烯酸鈉。 參考圖3淬硬后過度圓角處的金相圖和圖4為淬硬后大徑軸處的金相圖，檢驗結果表明經上述淬火方法處理的臺階軸的淬火硬度為HRC50-53，淬火組織為M6級，淬火后過
4度圓角處的淬硬層厚度大于2mm，淬硬后大徑軸處淬硬層的厚度大于4mm，這說明本發明淬 火方法滿足了技術要求，這說明用超音頻淬火機床，然后再結合此工藝的話就可以完全達 到工件淬硬層2-7mm的要求，這樣一來就可以大大減少公司對設備的投入，尤其適合中小 型企業。
權利要求
一種臺階軸超音頻感應淬火的方法，所述臺階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸與小徑軸之間有過度圓角，其特征在于根據大徑軸選擇合適的感應線圈，然后將感應線圈包裹在需要淬火部分，并使臺階軸做旋轉運動，感應線圈的輸入電壓為380V，超音頻感應加熱電源的輸入功率為150KW-250KW，超音頻感應加熱電源的振蕩頻率為25-40KHZ。
2. 根據權利要求l所述臺階軸超音頻感應淬火的方法，其特征在于按以下步驟進行1) 利用感應線圈將臺階軸加熱16-20s，使其表面溫度達到600-70(TC，并停頓加熱2-5s ;2) 再次利用感應線圈將臺階軸加熱16-20s，使其表面溫度達到840-900°C ;3) 斷開感應線圈的電源后對臺階軸需要淬火部分進行淬火噴淋，時間為30-35s。
3. 根據權利要求2所述臺階軸超音頻感應淬火的方法，其特征在于所述的噴淋壓力為0. 1-0. 15MPa，淬火介質的溫度為20-30。C，噴淋密度為25-40m3/cm2s。
4. 一種權利要求1所述臺階軸超音頻感應淬火的方法的專用感應線圈，其特征在于具有支架(D、兩個導磁體(2)和若干組鑲嵌在導磁體(2)的凹槽內的線圈，該支架(1)具有兩個上下平行設置的橫截面為弧形的導熱面(4)，所述兩個導磁體(2)分別設置在所述導熱面(4)上，且該導熱面(4)的直徑與大徑軸的直徑一致。
5. 根據權利要求4所述的專用感應線圈，其特征在于所述導熱面(4)上連接有水排(3)。
全文摘要
本發明公開了一種臺階軸超音頻感應淬火的方法，所述臺階軸包括大徑軸和小徑軸，在大徑軸與小徑軸之間有過度圓角，根據大徑軸選擇合適的感應線圈，然后將感應線圈包裹在需要淬火部分，并使臺階軸做旋轉運動，感應線圈的輸入電壓為380V，超音頻感應加熱電源的輸入功率為150KW-250KW，超音頻感應加熱電源的振蕩頻率為25-40KHZ。本發明還提供了上述方法的專用感應線圈，具有支架、兩個導磁體和若干組鑲嵌在導磁體的凹槽內的線圈，該支架具有兩個上下平行設置的橫截面為弧形的導熱面，所述兩個導磁體分別設置在所述導熱面上，且該導熱面的直徑與大徑軸的直徑一致。本發明的有益效果不僅保證了臺階軸的淬硬層深度，且利用余熱進行自回火，進而縮短了加工周期，降低了生產成本。
文檔編號C21D1/10GK101787426SQ201010123909
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月15日 優先權日2010年3月15日
發明者于良, 虞泳漁, 郝炳琪 申請人:濟南中森機械制造有限公司