Оригинальный зубчатый блок использует датчики с двойным профилем зубьев для гашения индукционным нагревом, сложную структуру, высокие требования к точности изготовления датчиков, производители датчиков внутреннее производство датчика с высокой точностью дорого и не может удовлетворить требования низкой точности, тяжелее и из-за датчики в использовании, простые методы коррекции деформации неэффективны, датчики, использующие деформацию, произошли через некоторое время, серьезно влияют на качество закалки, вызывают нестабильность качества закалки, сокращают срок службы заготовки. Для решения этой проблемы был изготовлен однозубый профильный индуктор и исследован процесс гашения однозубого профиля индукции.
I. Материалы и методы испытаний
(1) Испытательные материалы и технические требования: для испытания на закалку выбран блок с одним зубом, технические требования: твердость ≥50 HRC после закалки, глубина закаленного слоя ≥18 мм.
(2) Параметры и методы испытаний. Были выбраны следующие три схемы испытаний.
Первая схема: принят многократный нагрев. Диатермия ожидающих частей каждый раз нагревается в течение определенного периода времени, а затем снова нагревается с частотой нагрева 2 кГц и мощностью нагрева 80 кВт.
Во второй схеме способ нагрева тот же, что и в первой схеме, время нагрева на 60 секунд меньше, чем в первой схеме, частота нагрева 2 кГц, мощность нагрева 80 кВт.
Третья схема: способ и время нагрева такие же, как и в первой схеме, с частотой нагрева 10кГц и мощностью нагрева 80кВт.
В процессе закалки индукционным нагревом зазор между индуктором и гнездом цепи является равномерным. После нагрева температура зубчатого блока, определяемая высокотемпературным термометром, составляет 870 ~ 910 ℃, и используется закалочная среда AQ251.
II. Результаты испытаний и анализ
1. Результаты испытаний на твердость
Блоки зубьев, испытанные по трем схемам, были испытаны на глубину упрочняющего слоя. Состояние закалки зубчатых блоков, как показано на рисунке 1, положение отбора проб твердого слоя, как показано на рисунке 2, результаты испытаний на твердость показаны на рисунке 3, рисунке 4 и рисунке 5, а твердость слоя показана как показано на рисунке 6 (ордината — это расстояние выше 50HRC от поверхности). В реальных испытаниях максимальная твердость трех зубных блоков составляет 59HRC, а максимальная твердость в основном одинакова, что указывает на то, что один и тот же материал имеет одинаковую закалку. твердость после закалки по трем схемам.
ИНЖИР. 1 Схема закалки блока зубьев
ИНЖИР. 2 Положение жесткости зубчатого блока
Рисунок 3. Все срезы схемы
ИНЖИР. 4 Раздел схемы 2
Рис.5 Три секции на схеме 5
ИНЖИР. 6 Кривая глубины затвердевшего слоя среза зуба
2. Анализ результатов
(1) Из результатов испытаний на твердость среза зуба видно, что самый поверхностный и самый глубокий упрочняющий слой зубного блока после закалки по схеме 1 составляет 18 мм и 21 мм соответственно, что соответствует техническим требованиям. После закалки по схемам 2 и 3 самый мелкий и самый глубокий упрочняющий слой составляют 9 мм и 15 мм соответственно, что не соответствует техническим требованиям.
(2) спланировать второй участок глубины упрочняющего слоя, результаты были проанализированы, и теоретический расчет, когда частота 2 кГц, теория глубины упрочняющего слоя DS = 11 мм, 18 мм, чтобы получить остроту упрочнения глубина слоя, поверхность за счет вихретокового нагрева, больше, чем глубина вихревой области, должна зависеть от теплообмена, сводка данных, при выборе частоты нагрева, частота 0.33 < DS/d < 1 (d для фактического слоя упрочнения заготовки глубина), оптимальная частота, DS / d = 0.5, первые два вида параметров процесса, температура нагрева заготовки достигает температуры закалки, первый вид схемы времени нагрева длительный, нагрев заготовки, а также на поверхности вихря ток нагрева больше глубины вихретоковых участков должен нагреваться за счет теплопроводности, что соответствует техническим требованиям после закалки по глубине упрочняющего слоя, а по второму параметру программа испытаний на меньшее время нагрева, в основном вихревым током ч поверхность еды, используя теплопроводность, время нагрева короче, приводит к срезу, глубина закалочного слоя не может соответствовать техническим требованиям.
(3) запланировать три участка глубины упрочняющего слоя, результаты были проанализированы, и теоретический расчет, при частоте 10 кГц, теория глубины упрочняющего слоя DS = 5 мм, согласно DS / d = 5 /15 = 0.33, относится к нижнему пределу выбора частоты, этот метод нагрева достигает 18 мм или глубины закалочного слоя, поверхность вихретоковым нагревом не может соответствовать техническим требованиям, больше, чем глубина вихретокового нагрева площадь теплопередачи в основном зависит от метода нагрева, эффективность нагрева низкая, степень перегрева поверхности, техническая сложность высока, этот метод не рекомендуется.
(4) Сравнение эффективности: сравнивалась эффективность гашения индуктора с копией с двумя зубьями и индуктора с одинарной копией, и эффективность гашения индуктора с копией с одним зубцом была снижена на 30% по сравнению с индуктором с копией с двумя зубьями.
(5) Увеличивается срок службы датчика. Оригинальный двухзубый датчик обычно имеет срок службы 3 месяца, но теперь нормальный срок службы однозубого датчика составляет 9 месяцев, а срок службы датчика увеличен в 3 раза.
3. Сноски
(1) Выбор частоты гашения индукционного нагрева очень важен, и обычно рекомендуется применять метод нагрева проникающего типа.
(2) После закалки однозубчатым индуктором твердость достигает 59HRC, а глубина закалочного слоя составляет ≥18 мм. По сравнению с оригинальным двухзубчатым датчиком профиля эффективность нагрева снижается на 30%. Однако для этого ключевого продукта ключевым является стабильность качества закалки, поэтому рекомендуется использовать однозубый датчик профиля.
