1.活塞桿
(1)加工流程和技術(shù)要求
發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸用的活塞桿,其材質(zhì)一般選用45鋼、40Cr鋼等中碳鋼,要承受反復(fù)拉伸力和交交載荷的作用,運(yùn)動(dòng)速度快。其制作工藝流程為;下料一鍛造一正火一粗車外圓一除應(yīng)力退火一精車外圓一表面淬火一磨削,其形狀如下圖所示。
活塞桿的技術(shù)要求為;①淬硬區(qū)深度1—1.5 mm;②表面淬火硬度≥55HRC,回火后45~50HRC,③彎曲量≤0.3mm,④表面無脫碳、馬氏體級(jí)別≤5級(jí)。
(2.)淬硬層與設(shè)備頻率,設(shè)備功率的關(guān)系
軸類的淬火通常在高頻淬火機(jī)床上進(jìn)行,為了達(dá)到技術(shù)要求,
首先要分析工件的淬硬層與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如表2-2所示。
表2-2 淬硬層與選用頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系[5]
淬硬層 深度/mm |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
6.0 |
10.0 |
fm/kHz |
250 |
120 |
60 |
30 |
15 |
8 |
2.5 |
Fmin/kHz |
15 |
7 |
4 |
1.5 |
1 |
0.5 |
0.15 |
最佳頻 率/kHz |
60 |
25 |
15 |
7 |
4 |
1.5 |
0.5 |
推薦設(shè)備 |
電子 管式 |
1.電子管式; 2,發(fā)電機(jī)式 (800011t); 3.可控硅變頹機(jī) |
1.發(fā)電機(jī) 式(8000Hz); 2:可控硅 變頸機(jī)
|
1.發(fā)電機(jī)式 (2500Hz); 2.可控硅交頻機(jī) |
1.發(fā)電機(jī)式 (500HZ)或 IOOOHz); 2.可控鏈變 頻機(jī) |
從表2-2中可知;,按對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)在7~250kHz選用合理的頻率。我國感應(yīng)加熱工件時(shí)常用的頻率與淬硬層深度關(guān)系如表2—3所示。
依據(jù)表2-2、表2-3提供的有關(guān)數(shù)據(jù),為達(dá)到要求可選擇的頻率為60kHz或250kHz。
表2-3 常用的頻率與淬硬層深度的關(guān)系
頻率 |
通常的淬硬層深度/mm |
靠熱傳導(dǎo)達(dá)到的淬硬層深度/mm |
250 60 8 2.5 |
0.8-1.5 1. 5~2.5 1.7一3.5 2.O~4.0 |
約3 約4 約5 約7 |
關(guān)于高頻設(shè)備功率的選擇,-文獻(xiàn)[5]介紹,感應(yīng)加熱比功率和設(shè)各比功率是選用的主要依據(jù),.對(duì)同時(shí)加熱和連續(xù)加熱進(jìn)行對(duì)比,顯示了不同功率和頻率下允許的最大加熱面積,通常對(duì)軸類而言采用連續(xù)式加熱,該活塞桿選用6 0kW功率的淬火機(jī)床即可滿足要求。
(3)活塞桿的高頻感應(yīng)加熱淬火
根據(jù)以上分析,我們選用GP-60高頻淬火機(jī)床進(jìn)行活塞桿的熱處理,感應(yīng)器為自噴式。用工件的中心孔定位舢桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為60~ 70r/min,感應(yīng)器既可為單匝也可為雙匝.桿既旋轉(zhuǎn)又以一定的速度下降,從而實(shí)現(xiàn)活塞桿的表面淬火。為了保證工件的變形合格,一般可對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱。
淬火的溫度為880~920C,加熟時(shí)間很短即可達(dá)到,冷卻水溫度在15~40℃,水壓力200kPa。淬火后的硬度57~63HRC,采用井式爐低溫回火(220~ 250)℃)*(1~1.5)h,硬度在45~50HRC,組織無過熱現(xiàn)象,變形量在0.2mm以下。
為了保證活塞桿的淬火質(zhì)量,高頻淬火前應(yīng)將其清洗干凈,去掉粘附的污物、鐵屑和毛刺,否則會(huì)造成工件局部的硬度不均,甚至出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。由于加熱層薄。表面的加熱速度極快,使表面硬度比普通熱處理高2~3HRC,而心部具有良好綜合力學(xué)性能的索氏體組織,故活塞桿的疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性,抗彎強(qiáng)度等明顯提高,使用壽命提高數(shù)倍.
關(guān)于活塞桿的回火可采用三種方式進(jìn)行:井式爐回火、自回火和感應(yīng)回火,通常的選用原則為連續(xù)式加熱的工件在爐中回火,對(duì)同時(shí)加熱的進(jìn)行自回火處理,軸類和套使用感應(yīng)加熱回火。
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