[发明专利]异型件感应加热的工艺处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异型件感应加热的工艺处理方法，属汽车零部件感应热处理工艺技术领域。

背景技术

热处理行业正在加快产业结构调整的步伐，发展先进工艺和节能减排，使传统热处理向现代热处理转变，成为导向智能、精密、节约、清洁的生产型服务业。因感应淬火具有加热速度快，生产效率高，节约能源，零件不氧化脱碳，变形小，不污染环境，符合现代工业生产的“3S”标准(Sure可靠、Safe安全、Saving节能)和“3C”标准(Cool低温、Clean清洁、Calm安静)等优点，因而感应淬火在汽车制造行业，尤其在国外汽车制造行业包括其他机械制造行业中受到广泛重视和应用。随着汽车工业的发展，汽车零部件设计向舒适性优、效率高方向发展，因此零部件设计结构越来越紧凑，同时体积小，重量轻，零件形状复杂。为了满足功能要求并考虑整体布局，达到紧凑的目的，零件的大部分尺寸为空间尺寸、曲面结构，对面轮廓度和相关的高度尺寸。目前，汽车小型、异形件的表面或局部硬化，用传统感应热处理技术解决难度很大，很难得到均匀一致的硬度及与零件轮廓线相仿的硬化层，因而多数采用渗碳或渗氮技术进行处理。但渗碳或渗氮的生产周期比感应热处理长，能耗比感应热处理高，对环境的污染也比感应热处理大。复杂零件感应器设计和合理利用导磁体特性满足复杂零件的加热要求是感应淬火的技术关键所在。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种异型件感应加热的工艺处理方法，使零件经感应热处理后得到与零件轮廓线相仿的硬化层。

本发明提供一种异型件感应加热的工艺处理方法，具有以下的工艺过程和步骤：

(1)根据异型件的形状和技术要求，选用相应频率和功率的感应热处理设备；

(2)根据异型件的形状和技术条件，设计感应器；

(3)根据选择的感应热处理设备频率选择相应型号规格的导磁体；

(4)根据感应器及异型件形状加工导磁体；

(5)将导磁体加入到需要磁场集中处，组成一个完整的感应加热器。

步骤(2)中所述的感应器，优选设计成门型感应器，使其在感应加热时形成纵向电流，减少屏蔽。

步骤(3)中所述选择相应型号规格的导磁体，选择4块凹形导磁体，并将导磁体安装在异型件上端沟底位和斜齿位置。

本发明方法工艺过程中的有关机理：感应热处理是通过交变磁场，利用铁磁性零件表面形成涡流和磁滞产生热量，达到使零件表面或局部快速加热淬火后转变为具有耐磨性高强度的马氏体组织，而心部仍保持韧性。在感应器上安装了导磁体(又称磁场集中器)，能减少磁力线逸散，提高感应器的效率；控制磁力线的走向，改善小型异形件加热区的磁场分布，在需要部位获得均匀的温度分布。

与现有技术相比，本发明使用安装磁场集中器的感应器对小型、异型件进行感应热处理，不但可以保证小型异形件的硬化层符合技术要求，还在功率不变的情况下缩短加热时间，降低能耗，同时将作业部位高频辐射的电场强度与磁场强度降低到国家标准规定值的一半以下。本发明属于汽车小型、异形件感应热处理领域的新技术，是一种高效节能新方法。经试验，使用安装导磁体的感应器对零件进行感应淬火，可比不安装导磁体的感应器能耗降低25-30％。

附图说明

图1显示本发明中的汽车电机驱动轴的硬化层深度示意图。

图2显示为本发明的导磁体安装在零件上的位置示意图。

元件标号的简单说明：

1、2、3、4   硬化层

5    导磁体

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例根据异型件的形状和技术要求，选用相应频率和功率的感应热处理设备，设计感应器，选择相应型号规格的导磁体5，加工导磁体5，将导磁体5加入到需要磁场集中处，组成一个完整的感应加热器。

本实施例中采用汽车电机驱动轴作试验对象，技术要求如下(见图1)：材料45钢，表面硬度45-55HRC，硬化层如标号1、2、3、4所示，该硬化层1、2、3、4的深度：450HV_0.3＝0.3-1.5mm，本零件的技术难点在于该零件轴径与齿部尺寸有差异，齿顶距齿底的距离达3mm以上。采用一般的感应器，很难保证齿底部的应化层深度达到要求。