專利名稱:一種軸類零件用淬火感應器及淬火方法
技術領域:
本發明涉及一種淬火感應器及淬火方法,尤其涉及一種軸類零件用淬火感應器及淬火方法。
背景技術:
對軸類零件(包括空心軸零件、薄壁管)的軸頸部(圓柱面和下端面的交接處)進行淬火是一道非常重要的工藝。其中,長/短空心軸回轉結構件作為現代光電轉臺的關重零件,為了既保證光電系統長期工作狀態的高精度,又增強車輛運動狀態抵御強沖擊振動的能力,要求對軸類零件上近直角導軌進行局部淬火強化,而同時軸類零件上的其余位置均不能受熱變形。
現有的淬火方法中,激光淬火法因激光束的密度不均易導致零件淬火面質量不穩定;軸類零件的整體淬火易降低螺紋連接及抗沖擊振動的可靠性。通常使用的高頻感應加熱淬火方法因為感應器形狀的限制而導致軸類零件上淬火部位處的磁力線分布不均衡,所形成的淬火面距軸頸部的直角點過遠,淬火效果差。
發明內容
本發明的一個目的,是提出一種圓柱面和下端面感應加熱均勻且下端面無尖角效應的軸類零件用淬火感應器。本發明的另一個目的,是提出一種感應器外側磁力線分布均勻的軸類零件用淬火感應器。本發明的再一個目的,是提出一種淬火液噴射及時的軸類零件用淬火感應器。本發明的另一個目的,是提出一種待淬火軸類零件上感應加熱均勻的軸類零件淬火方法。為達此目的,一方面,本發明采用以下技術方案:一種軸類零件用淬火感應器,所述淬火感應器的本體為環狀體,所述環狀體包括外表面、內表面、頂面和底面,所述內表面為錐形面,所述內表面與底面交點距豎直軸線的距離小于所述內表面與頂面交點距豎直軸線的距離;所述底面與內表面交點距水平面的距離小于所述底面與外表面交點距水平面的距離。特別是,所述淬火感應器的內表面與豎直軸線之間的夾角為a,a的范圍為20°至40° ;所述淬火感應器的底面與水平面之間的夾角為¢, ^的范圍為2°至4°。特別是,在所述淬火感應器的外表面、內表面、頂面和底面上涂抹導磁材料,形成導磁層;內表面和底面的交界處不涂抹導磁材料。特別是,所述淬火感應器的內表面和底面交界處選擇性地設置圓弧形倒角。特別是,所述本體截面為中空的腔體,所述腔體為感應器自冷卻水通道。特別是,所述本體截面為中空的腔體,所述腔體為淬火液通道,在所述淬火感應器的內表面上設有第一噴液口和/或所述感應器的底面上設有第二噴液口,所設噴液口連通所述淬火液通道;優選地,所述第二噴液口與待淬火軸類零件下端面之間形成銳角,由第二噴液口噴出的淬火液直接作用于待淬火軸類零件下端面。特別是,所述本體截面為中空的腔體,所述腔體內形成兩個通道,位于外側的第一通道為感應器自冷卻水通道;位于內側的第二通道為淬火液通道,在所述淬火感應器的內表面上設有第一噴液口和/或在所述淬火感應器的底面上設有第二噴液口,所設噴液口連通所述淬火液通道;優選地,所述第二噴液口與待淬火軸類零件下端面之間形成銳角,由第二噴液口噴出的淬火液直接作用于待淬火軸類零件下端面。另一方面,本發明采用以下技術方案:一種軸類零件淬火系統,所述系統包括淬火感應器和軸類零件,所述軸類零件包括一下端面和一圓柱面,所述圓柱面與所述下端面相垂直;所述淬火感應器的本體為環狀體,所述環狀體包括外表面、內表面、頂面和底面,所述內表面為錐形面,所述內表面與頂面交點距豎直軸線的距離大于所述內表面與底面交點距豎直軸線的距離;所述底面與內表面交點距水平面的距離小于所述底面與外表面交點距水平面的距離;淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間形成夾角,淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間形成夾角;淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間留有間隙,淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間留有間隙。特別是,淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間形成夾角a,a的范圍為20°至40° ;淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間形成夾角¢,0的范圍為2。至4° ;淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間最短距離為SI,SI的范圍為0.8mm至1.2mm ;淬火感應器的底 面與待淬火軸類零件下端面之間最短距離為S 2,S 2的范圍為0.3謹至0.8謹。再一方面,本發明采用以下技術方案:一種軸類零件淬火方法,所述方法為使用淬火感應器對待淬火軸類零件的軸頸部進行感應加熱,提供待淬火軸類零件和淬火感應器,所述淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間形成夾角,淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間形成夾角。特別是,所述方法包括下述步驟:所述淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間的夾角為a,a的范圍為20。至40° ;所述淬火感應器的底面與所述待淬火軸類零件下端面之間的夾角為¢, 3的范圍為2°至4° ;所述淬火感應器被設置在待淬火軸類零件的軸頸部,淬火感應器的內表面距待淬火軸類零件圓柱面的最近距離為SI,8 1的范圍為0.8_至1.2_;淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面的最近距離為S 2,S 2的范圍為0.3_至0.8_ ;對淬火感應器通電,感應淬火時間為T,,Tr的范圍為30秒至40秒;向待淬火軸類零件的淬火表面噴射淬火液。進一步地,向待淬火軸類零件的淬火表面噴射淬火液包括下述分步驟:開啟第一噴液口和/或第二噴液口 ;從噴液口向待淬火軸類零件的淬火表面噴射淬火液。本發明軸類零件用淬火感應器的環狀內表面為錐形面,通過擴大淬火感應器內表面與待淬火軸類零件圓柱面外側的間隙,減少磁力線在零件圓柱截面上的分布,有效克服或減輕了集膚效應和臨近效應。淬火感應器的底面為斜面,有效克服了待淬火軸類零件下端面上的尖角效應。在淬火感應器的外層和環狀內表面上涂抹導磁粉形成導磁層,利用磁力線分布導引與控制技術解決磁力線的漏磁與逸磁問題,改善了淬火感應器功率損耗及電效率性能。腔體內設有淬火液通道,保證了待淬火軸類零件的及時冷卻。本發明軸類零件用淬火感應器結構合理,使用方便,制造成本低,適用于包括空心軸零件和薄壁管在內的軸類零件軸頸部的淬火工藝。本發明軸類零件淬火系統利用本發明軸類零件用淬火感應器對軸類零件進行淬火,效果良好,解決了軸類零件淬火不均勻及淬火面積不夠的問題。本發明淬火方法利用本發明軸類零件用淬火感應器對軸類零件的軸頸部進行淬火,淬火后的零件性能良好。本發明淬火方法工藝簡明,對設備及其它硬件條件要求低,易于實現。
圖1是本發明第一優選實施例結構示意圖。圖2是圖1所示優選實施例截面放大示意圖。圖3是無導磁層時感應器周圍磁力線的分布示意圖。圖4是形成導磁層后感應器周圍磁力線的分布示意圖。圖5是本發明第二優選實施例結構示意圖。圖6是本發明第三優選實施例結構示意圖。圖7是本發明第四優選實施例結構示`意圖。圖中標記為:1、淬火感應器;2、腔體;3、內表面;4、底面;10、待淬火軸類零件;11、導磁層;21、第一通道;22、第二通道;23、第一噴液口 ;24、第二噴液口 ;101、待淬火軸類零件圓柱面;102、待淬火軸類零件下端面。
具體實施例方式下面結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發明的技術方案。第一組優選實施例:如圖1至圖4所示,軸類零件用淬火感應器I為環狀體,淬火感應器I的環狀內表面3為對應待淬火軸類零件圓柱面101的錐形面,淬火感應器I的環狀內表面3與待淬火軸類零件圓柱面101之間的夾角為a ;淬火感應器I的底面4為對應待淬火軸類零件下端面102的斜面,淬火感應器I的底面4與待淬火軸類零件下端面102之間的夾角為3。待淬火軸類零件圓柱面101和待淬火軸類零件下端面102交接處形成軸頸部(圖中未標示)。環狀內表面3的截面積從軸頸部開始沿著待淬火軸類零件圓柱面101向外的方向而逐漸增大。底面4與待淬火軸類零件下端面102之間的距離從軸頸部開始沿著待淬火軸類零件下端面102向外側的方向而逐漸增大。環狀體的體壁的截面為中空的腔體2。在淬火感應器I的內表面、外表面、頂面和底面外側都涂有一層鐵粉,形成導磁層
11。對應軸頸部的位置不做導磁層。淬火過程:將淬火感應器I套在待淬火軸類零件10的軸頸部,淬火感應器I的內表面3距待淬火軸類零件圓柱面101的最近距離為5 I ;淬火感應器I的底面4與待淬火軸類零件下端面102的最近距離為8 2。對淬火感應器I通電,感應淬火時間為I;。感應淬火結束后移開淬火感應器1,對淬火表面噴射冷卻液。淬火工藝結束。通過調整a、P、S 1、S 2、和I;,得到的實驗結果如下表所示。
權利要求
1.一種軸類零件用淬火感應器,其特征在于,所述淬火感應器的本體為環狀體,所述環狀體包括外表面、內表面、頂面和底面,所述內表面為錐形面,所述內表面與底面交點距豎直軸線的距離小于所述內表面與頂面交點距豎直軸線的距離;所述底面與內表面交點距水平面的距離小于所述底面與外表面交點距水平面的距離。
2.根據權利要求1所述的軸類零件用淬火感應器,其特征在于,所述淬火感應器的內表面與豎直軸線之間的夾角為a,a的范圍為20°至40° ;所述淬火感應器的底面與水平面之間的夾角為¢, ^的范圍為2°至4°。
3.根據權利要求1所述的軸類零件用淬火感應器,其特征在于,在所述淬火感應器的外表面、內表面、頂面和底面上設置有導磁材料,形成導磁層;內表面和底面的交界處不設置導磁材料。
4.根據權利要求1所述的軸類零件用淬火感應器,其特征在于,所述淬火感應器的內表面和底面交界處選擇性地設置圓弧形倒角。
5.根據權利要求1所述的軸類零件用淬火感應器,其特征在于,所述本體截面為中空的腔體,所述腔體為感應器自冷卻水通道。
6.根據權利要求1所述的軸類零件用淬火感應器,其特征在于,所述本體截面為中空的腔體,所述腔體為淬火液通道,在所述淬火感應器的內表面上設有第一噴液口和/或所述感應器的底面上設有第二噴液口,所設噴液口連通所述淬火液通道;優選地,所述第二噴液口與待淬火軸類零件下端面之間形成銳角,由第二噴液口噴出的淬火液直接作用于待淬火軸類零件下端面。
7.根據權利要求1所述的軸類零件用淬火感應器,其特征在于,所述本體截面為中空的腔體,所述腔體內形成兩個通道,位于外側的第一通道為感應器自冷卻水通道;位于內側的第二通道為淬火液通道, 在所述淬火感應器的內表面上設有第一噴液口和/或在所述淬火感應器的底面上設有第二噴液口,所設噴液口連通所述淬火液通道;優選地,所述第二噴液口與待淬火軸類零件下端面之間形成銳角,由第二噴液口噴出的淬火液直接作用于待淬火軸類零件下端面。
8.一種軸類零件淬火系統,所述系統包括淬火感應器和軸類零件,其特征在于,所述軸類零件包括一下端面和一圓柱面,所述圓柱面與所述下端面相垂直;所述淬火感應器的本體為環狀體,所述環狀體包括外表面、內表面、頂面和底面,所述內表面為錐形面,所述內表面與頂面交點距豎直軸線的距離大于所述內表面與底面交點距豎直軸線的距離;所述底面與內表面交點距水平面的距離小于所述底面與外表面交點距水平面的距離;淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間形成夾角,淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間形成夾角;淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間留有間隙,淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間留有間隙。
9.根據權利要求8所述的軸類零件淬火系統,其特征在于,淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間形成夾角a,a的范圍為20°至40° ;淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間形成夾角¢,0的范圍為2°至4° ;淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間最短距離為S 1,S I的范圍為0.8mm至1.2mm ;淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間最短距離為S 2,S2的范圍為0.3_至0.8_。
10.一種軸類零件淬火方法,所述方法為使用淬火感應器對待淬火軸類零件的軸頸部進行感應加熱,其特征在于,提供待淬火軸類零件和淬火感應器,所述淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間形成夾角,淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面之間形成夾角。
11.根據權利要求10所述的軸類零件淬火方法,其特征在于,所述方法包括下述步驟: 所述淬火感應器的內表面與待淬火軸類零件圓柱面之間的夾角為a,a的范圍為20°至40° ;所述淬火感應器的底面與所述待淬火軸類零件下端面之間的夾角為¢,0的范圍為2°至4° ; 所述淬火感應器被設置在待淬火軸類零件的軸頸部,淬火感應器的內表面距待淬火軸類零件圓柱面的最近距離為SI,S I的范圍為0.8_至1.2_;淬火感應器的底面與待淬火軸類零件下端面的最近距離為S 2,S 2的范圍為0.3mm至0.8mm ; 對淬火感應器通電,感應淬火時間為T,,Tr的范圍為30秒至40秒; 向待淬火軸類零件的淬火表面噴射淬火液。
12.根據權利要求10所述的軸類零件淬火方法,其特征在于,向待淬火軸類零件的淬火表面噴射淬火液包括下述分步驟: 開啟第一噴液口和/或第二噴液口; 從噴液口向待淬火軸類零件的淬火表面噴射淬火液。
全文摘要
本發明公開了一種軸類零件用淬火感應器及淬火方法,為解決現有軸類零件軸頸部淬火效果差的問題而設計。本發明軸類零件用淬火感應器為環狀體,內表面為錐形面,底面為斜面。腔體內形成感應器自冷卻水通道和淬火液通道。在淬火感應器外表面、內表面、頂面和底面上形成導磁層。本發明軸類零件淬火系統包括軸類零件和本發明軸類零件用淬火感應器。本發明淬火方法為感應器內表面與圓柱面之間形成夾角,底面與下端面之間形成夾角。本發明軸類零件用淬火感應器及系統結構合理,使用方便,制造成本低,適用于包括空心軸零件和薄壁管在內的軸類零件。本發明淬火方法工藝簡明,對設備等硬件條件要求低。
文檔編號C21D9/00GK103173595SQ20131006801
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月4日 優先權日2013年3月4日
發明者施建華, 趙鈺輝, 王以琦, 劉濱, 李勇懷, 鄭練, 彭光宇, 馬丹, 王克偉, 蘇震, 馬麗林, 李超, 申江勇, 郭俊亮, 韓方丁, 顧非 申請人:中國兵器工業新技術推廣研究所