鋼桶卷封滾輪高頻淬火工藝的改進

文/陸紀龍

滾輪的尺寸和形狀如圖1、圖2所示，材料T10鋼。熱處理技術要求是：凹槽R內感應淬火，表面硬度HRC58~62。起初我廠按常規工藝高頻感應淬火，其R槽內淬火硬度僅為HRC55~56，達不到技術要求。

針對此問題，我們對感應器進行了相應的改進，淬火工藝進行了適當的調整，滿足了淬火質量要求。

1、大滾輪（Φ160×25mm）

大滾輪采用雙匝感應器，有效圈尺寸為Φ166×28mm。在感應淬火時無論如何調節加熱功率，其加熱面和R槽內總存在著明顯的溫度差，R槽內的感應加熱溫度總低于所要求的淬火加熱溫度，所以淬火后R槽內硬度不足。

（1）原因分析：由于感應加熱的集膚效應，感應電流主要集中于加熱面表層內，而R槽內感應電流相對較小，并且滾輪與感應器有效圈間隙越小，這種效應越明顯，所以引起R槽內加熱溫度不足，淬火后硬度偏低。

（2）措施：將感應器有效圈尺寸設計成Φ170×28mm，感應器有效圈與工件間隙增大到5mm，相應地降低加熱速度，延長了加熱時間，從而增加了透熱層深度，提高了R槽內溫度。加熱電參數：陽壓11.0KV，陽流7.0A，柵流1.0A。采用間斷加熱法，即加熱（18s）→空冷（3s）→加熱（10s）→空冷（3s）→加熱（7s）。采用這種加熱方式，既避免了過熱，借助空冷時的熱量向心部傳遞，又進一步增加了透熱層深度，提高了R槽內的淬火加熱溫度，加熱結束后預冷2s浸水冷卻。淬火后經檢驗R槽內淬水硬度HRC60~62。

2、小滾輪（Φ80mm×20mm）

小滾輪采用單匝感應器，有效圈尺寸為：Φ85mm×16mm，其感應淬火情況和大滾輪類似。

措施：將有效圈尺寸加大到Φ94mm×16mm，單邊間隙7mm，相對于大滾輪而言，小滾輪加熱面積小，負載輕，加熱速度更快，因而感應器與工件間隙要更大些，從而獲得理想的加熱速度。加熱電參數是：陽壓9KV，陽流6.8A，柵流0.90A。加熱方式是：加熱（20s）→空冷（5s）→加熱（10s）→預冷（2s），然后浸水冷卻。淬火后R槽內硬度HRC60~62。
大、小滾輪感應淬火后均進行160~180℃油浴回火1小時。

3、結語

（1）滾輪感應淬火硬度不足是由于加熱溫度快，加熱時R槽內溫度偏低所致。

（2）通過增加工件與感應器間隙，采用間斷加熱法，可提高R槽內淬火加熱溫度，保證R槽內淬火硬度。