一种内孔渗碳处理感应淬火设备及方法
【专利摘要】本发明公开了一种内孔渗碳处理感应淬火设备及方法，该设备主要包括：内齿轮零件、定位托盘、加热感应器，冷却装置，加热感应器包括感应圈和导磁体；内齿轮零件设置在定位托盘的上端，定位托盘设置在加热感应器的上端，加热感应器设置在冷却装置的上端，冷却装置设置在内孔渗碳处理感应淬火设备的底端，感应圈设置在加热感应器的左右两侧中部，导磁体设置在感应圈的内侧外部。该方法步骤流程包括渗碳、保护气氛冷却、真空回火、内孔高频感应淬火、冰冷处理、低温回火。本发明实现了零件整体低硬度而内孔高硬度的性能；保证非渗碳部分硬度22～26HRC，实现18Cr2Ni4WA材料零件非渗碳部分低硬度、内孔渗碳面高硬度的使用技术要求。
【专利说明】一种内孔渗碳处理感应淬火设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热处理渗碳淬火的【技术领域】，尤其涉及一种内孔渗碳处理感应淬火设备及方法。。
【背景技术】
[0002]内齿轮ZG-0101，是某传动系统的重要零件，构成材料为18Cr2Ni4WA，是典型的渗碳钢。Φ60.5内孔与轴承配合，要求必须耐磨，其余部分要求韧性好。根据使用要求，对零件硬度设计为:Φ 60.5内孔渗碳淬火，硬度58?62HRC，渗碳层深度2.2?2.6mm,其余部分硬度22?26HRC。采用传统的HB/Z159渗碳淬火工艺处理后，零件非渗碳部分硬度为35?45HRC，不能满足使用性能要求，要求设计一种合理的渗碳淬火工艺。
[0003]目前，传统的热处理渗碳淬火技术存在加工过程复杂、不能满足使用性能要求的问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例的目的在于提供一种内孔渗碳处理感应淬火设备及方法，旨在解决传统的热处理渗碳淬火技术存在加工过程复杂、不能满足使用性能要求的问题。
[0005]本发明实施例是这样实现的，一种内孔渗碳处理感应淬火设备，该设备主要包括:内齿轮零件、定位托盘、加热感应器，冷却装置，所述的加热感应器包括感应圈和导磁体；
所述的内齿轮零件设置在定位托盘的上端，所述的定位托盘设置在加热感应器的上端，所述的加热感应器设置在冷却装置的上端，所述的冷却装置设置在内孔渗碳处理感应淬火设备的底端，所述的感应圈设置在加热感应器的左右两侧中部，所述的导磁体设置在感应圈的内侧外部。
[0006]进一步，所述的加热感应器具体采用内孔加热感应器，对Φ60.5的内孔感应淬火。
[0007]进一步，所述的导磁体具体采用π型导磁体块，从内向外卡装在感应圈上。
[0008]进一步，所述的感应圈设置端面平整，焊接去除焊瘤后在表面特制粘接剂与导磁体粘接在一起，在烘箱内加热固化，使导磁体和感应圈结合牢靠。
[0009]一种内孔渗碳处理感应淬火方法，该方法步骤流程包括渗碳、保护气氛冷却、真空回火、内孔高频感应淬火、冰冷处理、低温回火；
所述的渗碳是指将零件钢体表面进行渗碳的处理过程；
所述的保护气氛冷却是指将零件在退火炉的保护气氛中进行冷却；
所述的真空回火是指将零件放入真空容器内进行二次回火；
所述的内孔高频感应淬火是指将零件放入加热感应器中进行高频感应加热，通过控制导磁体的温度，利用冷却装置对导磁体进行降温，避免高频铁氧导磁体达到居里点(磁性转变点)200°C而失去磁性，以及粘结剂受热熔化使导磁体脱落；
所述的冰冷处理是指淬火时采用浸液冷却，将零件安装在定位托盘上，淬火时能很方便的将零件取下来浸入淬火液中进行冰冷处理；
所述的低温回火是指将零件放入低温炉内进行第三次回火，得到成品，保证非渗碳部分硬度22?26HRC。
[0010]进一步，所述的冰冷处理采用快速进行，使零件渗碳面达到硬度58?62HRC。
[0011]进一步,所述的低温回火使零件硬化层深度为2.2?2.6_。
[0012]效果汇总
本发明提供的内孔渗碳处理感应淬火设备，设置定位托盘和加热感应器，区别于传统的感应圈在零件实体外部的感应淬火方式，解决了零件内孔感应淬火难题，实现了零件整体低硬度而内孔高硬度的性能；内孔渗碳处理感应淬火方法采用零件内孔渗碳后在一定压力的保护气氛中冷却，随后在真空环境中回火，保证非渗碳部分硬度22?26HRC，实现18Cr2Ni4WA材料零件非渗碳部分低硬度、内孔渗碳面高硬度的使用技术要求。内孔渗碳处理感应淬火设备及方法，代替传统渗碳淬火工艺及技术，加工过程简单、满足使用性能要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例提供的内孔渗碳处理感应淬火设备的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的内孔渗碳处理感应淬火设备的内齿轮零件的结构示意图； 图3是本发明实施例提供的内孔渗碳处理感应淬火设备的加热感应器的结构示意图； 图4是本发明实施例提供的内孔渗碳处理感应淬火设备的检测位置结构示意图；
图5是本发明实施例提供的内孔渗碳处理感应淬火方法的工艺流程图；
图中:1、内齿轮零件；2、定位托盘；3、加热感应器；31、感应圈；32、导磁体；4、冷却装置。
【具体实施方式】
[0014]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015]下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0016]如图1、2、3所示，一种内孔渗碳处理感应淬火设备，该设备主要包括:内齿轮零件1、定位托盘2、加热感应器3，冷却装置4，所述的加热感应器3包括感应圈31和导磁体32 ；
所述的内齿轮零件I设置在定位托盘2的上端，所述的定位托盘2设置在加热感应器3的上端，所述的加热感应器3设置在冷却装置4的上端，所述的冷却装置4设置在内孔渗碳处理感应淬火设备的底端，所述的感应圈31设置在加热感应器3的左右两侧中部，所述的导磁体32设置在感应圈31的内侧外部。
[0017]进一步，所述的加热感应器3具体采用内孔加热感应器，对Φ60.5的内孔感应淬火。
[0018]进一步，所述的导磁体32具体采用π型导磁体块，从内向外卡装在感应圈上。
[0019]进一步，所述的感应圈31设置端面平整，焊接去除焊瘤后在表面特制粘接剂与导磁体粘接在一起，在烘箱内加热固化，使导磁体和感应圈结合牢靠。
[0020]一种内孔渗碳处理感应淬火方法，该方法步骤流程包括渗碳S501、保护气氛冷却S502、真空回火S503、内孔高频感应淬火S504、冰冷处理S505、低温回火S506 ；
所述的渗碳S501是指将零件钢体表面进行渗碳的处理过程；
所述的保护气氛冷却S502是指将零件在退火炉的保护气氛中进行冷却；
所述的真空回火S503是指将零件放入真空容器内进行二次回火；
所述的内孔高频感应淬火S504是指将零件放入加热感应器3中进行高频感应加热，通过控制导磁体的温度，利用冷却装置对导磁体进行降温，避免高频铁氧导磁体达到居里点(磁性转变点)200°C而失去磁性，以及粘结剂受热熔化使导磁体脱落；
所述的冰冷处理S505是指淬火时采用浸液冷却，将零件安装在定位托盘上，淬火时能很方便的将零件取下来浸入淬火液中进行冰冷处理；
所述的低温回火S506是指将零件放入低温炉内进行第三次回火，得到成品，保证非渗碳部分硬度22?26HRC。
[0021]进一步，所述的冰冷处理S505采用快速进行，使零件渗碳面达到硬度58?62HRC。
[0022]进一步，所述的低温回火S506使零件硬化层深度为2.2?2.6mm。
[0023]工作原理
如图1-5所示，一种内孔渗碳处理感应淬火方法步骤流程包括渗碳S501、保护气氛冷却S502、真空回火S503、内孔高频感应淬火S504、冰冷处理S505、低温回火S506 ;所述的渗碳S501是指将零件钢体表面进行渗碳的处理过程；所述的保护气氛冷却S502是指将零件在退火炉的保护气氛中进行冷却；所述的真空回火S503是指将零件放入真空容器内进行二次回火；所述的内孔高频感应淬火S504是指将零件放入加热感应器中进行高频感应加热，通过控制导磁体的温度，利用冷却装置对导磁体进行降温，避免高频铁氧导磁体达到居里点(磁性转变点)200°C而失去磁性，以及粘结剂受热熔化使导磁体脱落；所述的冰冷处理S505是指淬火时采用浸液冷却，将零件安装在定位托盘上，淬火时能很方便的将零件取下来浸入淬火液中进行冰冷处理；所述的低温回火S506是指将零件放入低温炉内进行第三次回火，得到成品，保证非渗碳部分硬度22?26HRC ;内孔高频感应淬火与外圆高频感应淬火有很大的区别，内孔加热是利用加热感应器3的外磁场进行的，由于圆环效应和邻近效应的作用相反，迫使高频电流走感应器的内表面，使高频电流与感应电流之间的间隙比加热感应器3与零件之间的间隙大，造成严重的漏磁和磁力线逸散，从而大大降低加热感应器3的加热效率，再者，内孔加热感应器3的汇流排比较长，汇流排的阻抗大于有效圈的阻抗，加热感应器3各段导体上的功率分配是按阻抗比例分配的，从而使有效圈的加热功率降低，这也是加热感应器3加热效率较低的重要原因，从而提高了内孔加热感应器3的加热效率。
[0024]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种内孔渗碳处理感应淬火设备，其特征在于，该设备主要包括:内齿轮零件、定位托盘、加热感应器，冷却装置，所述的加热感应器包括感应圈和导磁体； 所述的内齿轮零件设置在定位托盘的上端，所述的定位托盘设置在加热感应器的上端，所述的加热感应器设置在冷却装置的上端，所述的冷却装置设置在内孔渗碳处理感应淬火设备的底端，所述的感应圈设置在加热感应器的左右两侧中部，所述的导磁体设置在感应圈的内侧外部。
2.如权利要求1所述的内孔渗碳处理感应淬火设备，其特征在于，所述的加热感应器具体采用内孔加热感应器，对Φ60.5的内孔感应淬火。
3.如权利要求1所述的内孔渗碳处理感应淬火设备，其特征在于，所述的导磁体具体采用π型导磁体块,从内向外卡装在感应圈上。
4.如权利要求1所述的内孔渗碳处理感应淬火设备，其特征在于，所述的感应圈设置端面平整，焊接去除焊瘤后在表面特制粘接剂与导磁体粘接在一起，在烘箱内加热固化，使导磁体和感应圈结合牢靠。
5.一种内孔渗碳处理感应淬火方法，其特征在于，该方法步骤流程包括渗碳、保护气氛冷却、真空回火、内孔高频感应淬火、冰冷处理、低温回火； 所述的渗碳是指将零件钢体表面进行渗碳的处理过程； 所述的保护气氛冷却是指将零件在退火炉的保护气氛中进行冷却； 所述的真空回火是指将零件放入真空容器内进行二次回火； 所述的内孔高频感应淬火是指将零件放入加热感应器中进行高频感应加热，通过控制导磁体的温度，利用冷却装置对导磁体进行降温，避免高频铁氧导磁体达到居里点200°C而失去磁性，以及粘结剂受热熔化使导磁体脱落； 所述的冰冷处理是指淬火时采用浸液冷却，将零件安装在定位托盘上，淬火时能很方便的将零件取下来浸入淬火液中进行冰冷处理； 所述的低温回火是指将零件放入低温炉内进行第三次回火，得到成品，保证非渗碳部分硬度22?26HRC。
6.如权利要求5所述的内孔渗碳处理感应淬火方法，其特征在于，所述的冰冷处理采用快速进行，使零件渗碳面达到硬度58?62HRC。
7.如权利要求5所述的内孔渗碳处理感应淬火方法，其特征在于，所述的低温回火使零件硬化层深度为2.2?2.6mm。
【文档编号】C21D1/62GK104498867SQ201410785535
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】周利民, 杨亚宁 申请人:国营长空精密机械制造公司