半轴连续感应淬火的感应器结构的制作方法

本实用新型涉及金属热处理领域，尤其涉及一种半轴连续感应淬火的感应器结构。

背景技术：

半轴的静扭强度和扭转疲劳寿命受工件表面机加工质量和表面硬化层深度的影响较大。半轴在使用过程中发生扭转断裂总是发生在轴杆最薄弱的部位，即半轴的花键部位和半轴轴承处部位。半轴轴承处部位通常也叫做R部位，淬硬层深度的控制直接决定了半轴后期的使用性能，淬硬层深一般控制在3～5mm，淬硬层深度不足易导致半轴发生扭转塑性断裂，淬硬层超深易导致半轴发生疲劳脆性断裂。

目前一般采用感应淬火的方式对半轴进行淬火处理，而淬火过程一般是直接将半轴放入感应器中进行，该方式能够保证半轴大部分表面淬硬深度，但对于R部位的深度却达不到预定要求。

技术实现要素：

为克服现有半轴感应淬火存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够有效提高半轴R部位淬硬层深度的感应器结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

半轴连续感应淬火的感应器结构，包括整体呈圆环型的感应圈，所述感应圈为中空结构，感应圈的内侧上半部设有锥形的感应斜面，所述感应斜面与感应圈端面的斜面夹角为30°～90°。

进一步的是，所述感应斜面的高度占整个感应圈高度的60～70％。

进一步的是，所述斜面夹角由半轴R部位的大头端尺寸与小头端尺寸的比值决定，该比值越大，斜面夹角越小。

进一步的是，所述半轴R部位的大头端尺寸与小头端尺寸的比值与斜面夹角呈线性反比关系，比值为1时对应的斜面夹角为90°，比值为1.5时对应的斜面夹角为30°。

本实用新型的有益效果是：通过对现有感应器的感应圈进行改进，在感应圈上设置特定的感应斜面来改变磁感线的方向，使磁感线集中在半轴R部位，从而提高半轴R部位的温度，使得在进行感应淬火的过程中能够有效提高该部位的淬硬层深度，提高半轴的淬火效率和淬火质量。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是半轴淬火部分结构示意图。

图3是现有感应圈的磁场模拟图。

图4是本实用新型感应圈的磁场模拟图。

图中标记为，1-感应圈，2-感应斜面，3-半轴，A-斜面夹角，a-大头端尺寸，b-小头端尺寸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

对于本申请中所述的半轴R部位即为半轴轴承部位，如图2所示，R部位的两端按照径向尺寸分别为大头端和小头端，对应的尺寸分别为a和b。

如图1所示，本实用新型的半轴连续感应淬火的感应器结构，包括整体呈圆环型的感应圈1，所述感应圈1为中空结构，感应圈1的内侧上半部设有锥形的感应斜面2，所述感应斜面2与感应圈1端面的斜面夹角A为30°～90°。

目前的感应圈主要为标准的圆环结构，即感应圈1的截面呈矩形结构。如图3所示，在进行感应淬火时一般以半轴R部位作为起点，矩形截面的感应圈其磁力线集中在中部，在经过4s后，加热工件轴颈部位的磁力线穿透深度约为R部位的3倍，可估计出轴颈部位的淬硬层深约是R部位的3倍。

本实用新型的感应圈1，由于设置了感应斜面2，感应圈1的磁力线主要集中在了感应圈1的下半部，同样以半轴R部位作为感应淬火的起点，在经过4s后，电磁场在加热工件内的分布是轴颈部位和R部位的磁力线穿透深度相当或稍小，可估计出对应两个部位感应淬火产生的淬硬层深也基本相等。另根据工件R部位的涡流分布曲线图可知该感应圈对半轴R部位的加热效果也要优于矩形截面的感应圈。

为了优化感应圈磁力线的分布情况并提高感应圈的结构性能，所述感应斜面2的高度最好占整个感应圈1高度的60～70％。

对于不同型号的半轴，为了达到各自最佳的淬火效果，需要略微细调感应斜面2的角度，所述斜面夹角A由半轴R部位的大头端尺寸a与小头端尺寸b的比值决定，该比值越大，斜面夹角A越小。

进一步的，所述半轴R部位的大头端尺寸a与小头端尺寸b的比值与斜面夹角A呈线性反比关系，具体为，比值为1时对应的斜面夹角A为90°，比值为1.5时对应的斜面夹角A为30°。按照该线性关系可快速确定不同型号的半轴需采用感应圈，提高淬火效率。

本实用新型通过对现有感应器的感应圈进行改进，在感应圈上设置特定的感应斜面来改变磁感线的方向，使磁感线集中在半轴R部位，从而提高半轴R部位的温度，使得在进行感应淬火的过程中能够有效提高该部位的淬硬层深度，提高半轴的淬火效率和淬火质量，具有很好的实用性和应用前景。