大型弹簧钢片采用超音频感应淬火设备进行热处理的工艺分析
大型弹簧钢片的材料为厚度3mm的65Mn热轧弹簧钢板，其化学成分以及金相组织符合设计要求，热处理后硬度在43-48HRC，平面度≤0.7mm，脱碳层≤0.3mm，表面无裂纹等外观缺陷。为满足上述要求，采用超音频感应淬火设备进行热处理，效果良好。
根据65Mn具有良好淬透性的特点，厚度3mm的薄板采用油冷即可获得要求的硬度和组织性能。淬火采用超音频感应淬火设备进行，用4t的淬火压床喷油冷却，硬度高达63HRC，再进行加热回火。但由于该钢片的φ466mm的外边缘与φ17mm孔之间、φ112mm圆周与φ13mm孔之间冷却先于其他部位，因此是淬火应力集中的部位，冷却后的畸变很大（呈S形），在350-380℃回火压紧过程中，上述部位出现裂纹。
分析裂纹产生的具体情况：①首先为机械加工应力的影响，φ17mm、φ13mm孔均是在热处理以前已经冲出，在粗磨过程中磨削量过大，两面在磨削过程中均存在较大的机械加工应力，热处理前未及时消除。②热应力的影响，该钢具有过热敏感性，淬火过程中产生较大的淬火应力，脆性增加，要消除淬火后产生的热应力与组织应力，必须及时回火以降低硬度和脆性，提高弹性极限、塑性和韧性等，同时该钢具有第二类回火脆性，应在回火结束后快冷，对其进行400-450℃的回火，是为了满足显微组织和硬度的需要，而此时已经将引起钢片微塑变的主要因素消除或明显减弱。
为了获得要求的硬度、组织、变形量，对粗磨后的钢片增加500-600℃的一边高温回火，其目的是消除磨削时存在的加工应力；针对淬火应力和脆性大的具体情况，将淬火加热温度降低10℃左右，采用4t压床喷油冷却，减小淬火应力；提高回火温度，加快其组织转变的速度以及提高回火后的冷却速度；以及改进设计结构等。
超音频淬火设备和高频淬火设备应用在齿轮表面淬火的硬化层分布形式
硬化层分布形式一种：齿根不淬硬，采用回转加热的方法，这种淬火方法所达到的效果就是齿面耐磨性提高，弯曲疲劳强度受一定影响，许用弯曲应力低于该钢材调质后的水平；这种淬火方法一般应用在处理齿轮宽度10-100mm，模数小于5mm，齿轮的直径是由设备的功率决定。
第二种、齿根都淬硬需要混转加热淬火法，齿面耐磨性及齿根弯曲疲劳强度都得到提高；许用弯曲应力比调质状态提高30%-50%，可部分代替渗碳齿轮；一般对齿宽10-100mm。模数小于等于5mm，火焰淬火的话直径可达到450mm，一般模数小于等于6mm，个别情况需要小于等于10mm。
第三种、齿面淬硬，齿根不淬硬，采用单齿连续加热淬火的方法，淬火效果为齿面耐磨性提高，弯曲疲劳强度手一定影响，一般硬化层结束离齿根2-3mm处；许用弯曲应力低于该钢材调质后的水平，这种单齿淬火的方法，齿轮直径是不受限制的，单齿淬火模数要大于等于10mm。
第四种、齿面齿根都要淬硬，沿齿沟连续加热淬火，齿面耐磨性及齿根弯曲疲劳强度均提高；许用弯曲应力比调质状提高30%-5.%，可部分代替渗碳齿轮的。这种淬硬分布形式不受齿轮直径的限制，但是模数一定到大于等于10mm。齿轮采用超音频，高频淬火设备的方式淬火感应器结构也非常严谨，要保证感应器充分冷却的条件下，使感应器提高加热效率。
高频淬火和（超音频）中频淬火的区别
1、高频淬火淬硬层浅（1.5~2mm）、硬度根据客户工件材质不同硬度要求不同、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、生产，适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类（所用材料为45号钢、40Cr）；
2、超音频淬火硬度层（1.5-3mm）
3、中频淬火淬硬层较深（3~5mm），适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等（所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨铸铁）。
感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，链轮淬火机厂商，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。常感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层马氏体组织细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难 .
超音频感应加热 30～36kHz 淬硬层能沿工件轮廓分 中小模数齿轮表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性，及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。 根据电流频率，感应加热表面淬火，可以分为:高频淬火;100-1000kHz. 中频淬火;1-10kHz. 工频淬火;50Hz超音频淬火：10-100KHZ
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