专利名称：避免连续感应淬火缺陷的简易方法
技术领域：
本发明涉及钢铁工件的感应淬火及缺陷控制的工艺技术领域，尤其是一种避免 连续感应淬火缺陷的简易方法。
背景技术：
感应淬火工件经连续加热淬火，其轴向延伸的表面可以连续得以强化，然而由 于尖角效应的存在，当钢铁工件加热到几何表面中断或终止的部位(如轴肩、端面的尖 锐棱角或边缘时)，极易产生局部熔化、裂纹等淬火缺陷。为避免这类缺陷，常常在距钢 铁工件边角2mm-8mm处不淬硬，而一些钢铁工件的服役工况却要求其淬硬面延续至边 角，即其边角处同样要求淬硬。在实际生产中，我们采用一些工艺方法，有效地避免了 此类感应淬火缺陷。上述感应淬火缺陷常常由于尖角效应产生。为此，即可对尖角效应加以抑制， 又可对其利用，均能达到避免感应淬火缺陷的效果。
发明内容
为了克服现有的感应淬火由于尖角效应产生的淬火缺陷的不足，本发明提供了 一种避免连续感应淬火缺陷的简易方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种避免连续感应淬火缺陷的简 易方法，感应处理中淬火加热采用连续加热——淬火法时，对钢铁工件的延续表面进行 常规的连续加热淬火；临近边角时，则过渡到间歇式加热淬火，即按通一断间隔的方式 截断感应圈电流，从而控制钢铁工件的加热率和局部升温速度；这种通一断间隔的加热 方式可分为频断式加热法和单断式加热法；频断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角相距5 IOmm时，按3 10 次每间隔0.5s 2s进行感应圈电流的通——断操作，从而控制边角的升温速度；单断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角距离5 IOmm时，在边角产 生高温900°C 1000°C后一次截断感应圈电流，由傅利叶(Fourier)热传导定律可知，瞬 时产生的高热量快速扩散而实现边角区域温度均勻化。根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述边角是指钢铁工件截面中断的地 方，即几何位置中断的地方，如轴肩或端面的尖锐棱角或边缘。根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述钢铁工件的材质为中碳钢或中碳 合金钢。根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述钢铁工件具有端面、边角等部位 的淬火硬度要求。本发明的有益效果是，本发明的意义在于通过采用简单设备设施和简易操作条 件下实现钢铁工件端面、边角等部位的保证质量与安全性的淬火，突破了常规感应淬火 方法的局限性，达到期望效果并提高产品质量，同时为实现钢铁工件端面、边角等危险部位的感应淬火开辟了一条安全可靠、简单实用的途径。与现有技术相比，本发明的优 占是·1、操作简单在简单设备设施和简易操作条件下(不需要额外的设备和工装投 入)，通过控制操作，即可达到理想的边角部位连续淬火质量，有效提高产品的品质；2、方法便捷效率高在正常操作工序过程中同时完成，无需额外的装夹或设备 操作，充分发挥了感应淬火的高效特色；3、可方便高效地实现钢铁工件端面、边角等部位的保证质量与安全性的淬火， 突破了常规感应淬火方法极易产生边角部位淬裂、烧融等淬火缺陷或不得不避让边角淬 火的局限性。4、淬火质量稳定，产品适用范围广。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是一种具有淬硬面延伸至边角的钢制产品示意图；图2是图1的左视图。
具体实施例方式现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅 以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。一种避免连续感应淬火缺陷的简易方法，感应处理中淬火加热采用连续加 热——淬火法时，对钢铁工件的延续表面进行常规的连续加热淬火；临近边角时，则过 渡到间歇式加热淬火，即按通一断间隔的方式截断感应圈电流，从而控制钢铁工件的加 热率和局部升温速度；这种通一断间隔的加热方式可分为频断式加热法和单断式加热 法；频断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角相距5 IOmm时，按3 10 次每间隔0.5s 2s进行感应圈电流的通——断操作，从而控制边角的升温速度；单断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角距离5 IOmm时，在边角产 生高温900°C 1000°C后一次截断感应圈电流，由傅利叶(Fourier)热传导定律可知，瞬 时产生的高热量快速扩散而实现边角区域温度均勻化。所述边角是指钢铁工件截面中断的地方，即几何位置中断的地方，如轴肩或端 面的尖锐棱角或边缘。所述钢铁工件的材质为中碳钢或中碳合金钢。所述钢铁工件具有端面、边角等部位的淬火硬度要求。对钢铁工件进行间歇式加热，即按通一断间隔的方式截断感应圈电流，从而控 制钢铁工件的加热率和局部升温速度，即使得加热位置冷却到淬火温度800°C 900°C。 这种加热方式可分为频断式加热法和单断式加热法。频断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角相距5 IOmm时，多次快速 进行感应圈电流的通——断操作，从而控制边角的升温速度。所述多次指3 10次，所 述快速指间隔0.5s 2s。
当感应圈对钢铁工件加热至临近边角时，温度开始升高，此时进行反复快速通 断加热，在维持延续面淬火温度的同时，其断电间隙有利于热量进一步扩散，边角的升 温速度得以控制，从而达到理想的淬火温度范围。单断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角距离较近时，在边角产生高 温900°C 1000°C后一次截断感应圈电流，由傅利叶(Fourier)热传导定律可知，瞬时产 生的高热量快速扩散而实现边角区域温度均勻化。于是，感应器电流截断后，保持喷冷和相应的相对运动速度，即可在喷冷区逐 次得到较为均勻一致的理想淬火温度。在操作过程中，考虑到要防止过早断电使热量不充分，又要避免过热过烧等缺 陷，一般可以目测边角瞬时达到950°C -1100°C为单断式加热的起始温度。以下结合实例说明实施例如图1是一种具有淬硬面延伸至边角的钢制产品示意图；以45钢制作的钢制零件零件名称限制块材质45钢技术要求B-B以下面表面淬火采用连续淬火，淬火面延伸至两边端面。在钢铁工件中间部位采用常规的连续淬火方法(无需调整)，临近侧边端面时， 过渡为间歇式加热淬火，频断式加热法和单断式加热法均可，既可以频断式加热法和单 断式加热法同时使用，也可单独使用，方法很灵活。频断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角相距一定距离时，多次快速 进行感应圈电流的通——断操作，从而控制边角的升温速度。当感应圈对钢铁工件加热至临近边角时(5 20mm，视每秒4m IOm位移速 度)，温度开始升高，此时进行反复快速通断加热，即按3 10次每间隔0.5s 2s进行 感应圈电流的通——断操作。在维持延续面淬火温度的同时，其断电间隙有利于热量进 一步扩散，边角的升温速度得以控制，从而达到理想的淬火温度范围。单断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角距离较近(5 20mm，视每 秒4m IOm位移速度)时，在边角产生高温后一次截断感应圈电流，由傅利叶(Fourier) 热传导定律可知，瞬时产生的高热量快速扩散而实现边角区域温度均勻化。于是，感应器电流截断后，保持喷冷和相应的相对运动速度，即可在喷冷区逐 次得到较为均勻一致的理想淬火温度。在操作过程中，考虑到要防止过早断电使热量不充分，又要避免过热过烧等缺 陷，一般可以目测边角瞬时达到950°C -1100°C为单断式加热的起始温度。上述方法的选取，单断式加热法比频断式加热法要求更为熟练的操作技术。当 钢铁工件的端面边角部位结构较为复杂时，宜首选频断式加热法。采用本方法控制淬 火，质量稳定可靠，生产效率高，有效提高了产品的质量。
权利要求
1.一种避免连续感应淬火缺陷的简易方法，其特征是，感应处理中淬火加热采用连 续加热一淬火法时，对钢铁工件的延续表面进行常规的连续加热淬火；临近边角时， 则过渡到间歇式加热淬火，即按通一断间隔的方式截断感应圈电流，从而控制钢铁工 件的加热率和局部升温速度；这种通一断间隔的加热方式可分为频断式加热法和单断 式加热法；频断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角相距5 IOmm时，按3 10次 每间隔0.5s 2s进行感应圈电流的通——断操作，从而控制边角的升温速度；单断式加热法，即当感应圈加热至与钢铁工件边角距离5 IOmm时，在边角产生高 温900°C 1000°C后一次截断感应圈电流，由傅利叶(Fourier)热传导定律可知，瞬时产 生的高热量快速扩散而实现边角区域温度均勻化。
2.根据权利要求1所述的避免连续感应淬火缺陷的简易方法，其特征是，所述边角 是指钢铁工件截面中断的地方，即几何位置中断的地方，如轴肩或端面的尖锐棱角或边 缘。
3.根据权利要求1所述的避免连续感应淬火缺陷的简易方法，其特征是，所述钢铁工 件的材质为中碳钢或中碳合金钢。
4.根据权利要求1所述的避免连续感应淬火缺陷的简易方法，其特征是，所述钢铁工 件具有端面、边角等部位的淬火硬度要求。
全文摘要
本发明涉及钢铁工件的感应淬火及缺陷控制的工艺技术领域，尤其是一种避免连续感应淬火缺陷的简易方法。在感应处理中淬火加热采用连续加热——淬火法时，对钢铁工件的延续表面进行常规的连续加热淬火；临近边角时，则过渡到间歇式加热淬火，即按一定方式截断感应圈电流，从而控制钢铁工件的加热率和局部升温速度；这种加热方式可分为频断式加热法和单断式加热法；本发明的意义在于通过采用简单设备设施和简易操作条件下实现钢铁工件端面、边角等部位的保证质量与安全性的淬火，突破了常规感应淬火方法的局限性，达到期望效果并提高产品质量，同时为实现钢铁工件端面、边角等危险部位的感应淬火开辟了一条安全可靠、简单实用的途径。
文档编号C21D9/28GK102010941SQ201010216468
公开日2011年4月13日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者潘晓松 申请人:南车戚墅堰机车有限公司