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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。

直径160mm的三爪卡盘卡爪的高频感应淬火工艺

卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置，从卡盘爪数可以分为：两爪卡盘，四爪卡盘，六爪卡盘和特殊卡盘。今天我们就以三爪卡盘为例介绍一下使用高频感应淬火设备对卡爪的热处理。

三爪卡盘用伏大扳手旋转锥齿轮，锥齿轮带动平面举行螺纹，然后带动三爪向心运动，因为平面矩形螺纹的螺距相等，所以三爪运动距离相等，有自动定心的作用，三爪卡盘是由一个大锥齿轮，三个卡爪组成。三个卡爪等分安装在平面螺纹上，当用扳手小锥齿轮便转动。它背面的平面螺纹就使三个卡爪时向中心靠近或退出。

卡爪的材料为45钢，外形尺寸为70.3*56*20.5mm，牙宽12mm。硬度≥52HRC，两侧及压根30-40HRC，其余部分53-58HRC。淬火的热处理工件简介如下：

①正火。工艺为：850℃X1.5-2h，正火后硬度≤187HBW。

②淬火，内齿轮淬火设备图片，工艺为：820-830℃x10min氺油双液淬火，卡爪在水中冷却5-6S立即转到油中冷却。淬火后硬度54-58HRC。

③回火。工艺为：200-210℃x2h硝盐回火。回火后硬度53-57HRC。

④高频感应淬火回火。特质感应圈，淬压部12mm宽度，受高频感应加热影响，牙根部发生回火转变，硬度正好达到技术要求30-40HRC范围内。高频感应淬火后，180-200℃*2h硝盐回火。

在高频淬火的性能及特点上：

1、加热快：快加热速度不到1秒，(速度快慢可调节控制)

2、加热广：可加热各式各样的金属工件(根据工件形状不同更换可拆卸式感应圈)

3、安装方便：连接电源，感应圈和进出水管即可使用；体积小、重量轻、使用非常方便

4、操作简便：几分钟即可学会

5、启动快：通水通电后即可启动加热

6、耗电少：比老式电子管高中频设备节电70％左右，工件越小耗电量越小

7、效果好：加热非常均匀(也可通过调节感应圈的疏密，使工件各部位获得各自需要的温度)，升温快，氧化层少，退火后无废品

8、功率可调：无极调节输出功率

9、保护全：设有过压、过流、过热、缺水等报警指示，并自动控制和保护

10、温度可控：通过设定加热时间及红外线测温仪，来控制工件加热的温度，这样可把加热温度控制到一个技术点上，也可根据需要增加保温功能。

11、安全性高：免除了产生近万伏高压的升压变压器