[发明专利]一种薄壁管状零件局部热处理的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄壁管状零件局部热处理的方法及装置，属于薄壁零件局部热处理技术领域。

背景技术

目前，大多热处理装置只适合于对工件进行整体处理，而对工件进行局部热处理的方法和装置较少。特别是针对小型薄壁零件的局部热处理，目前还是一项未突破的技术难题。在对薄壁零件进行热处理时，由于其有效加热面积和体积较小，在现有技术中还存在如下一些问题：a)加热过程中热传导过快，加热区域不易控制，特别是在局部退火处理时，往往很容易超出设定的退火区域；b)加热不均匀，容易引起局部温差过大，常常是部分区域低于热处理设定温度，而另外区域温度偏高，甚至造成零件开裂，达不到局部热处理的要求；c)热处理过程控制不精确，重复性差，操作过程常常仅凭工人经验，批量生产时产品质量稳定性差，成品率低。所以现有的薄壁零件的局部热处理方式还是不够理想，不能满足生产和使用的需要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能精确控制加热区域、并且加热均匀、操作简单、热处理质量稳定、适合于批量生产的薄壁管状零件局部热处理的方法及装置，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：本发明的一种薄壁管状零件局部热处理的方法为，该方法包括采用高频感应加热装置对作为被加工零件的薄壁管状零件进行加热，在对薄壁管状零件的局部进行热处理时，按以下工艺方法进行热处理：

a、采用高频感应加热装置作为加热源，并根据薄壁管状零件需局部热处理加热区的外径尺寸来确定高频感应加热装置的高频感应圈内径和加热功率，即高频感应圈的内径应比薄壁管状零件需加热区的外径大5～30mm，且高频感应圈的加热功率应使薄壁管状零件被加热区在10～60秒内达到所需的加热温度；

b、在对薄壁管状零件的局部进行热处理时，采用辅助加热工装套套住其需进行热处理的局部加热区的部位，其加热工装套的内表面与套住的薄壁管状零件部位之间的间隙应大于0.1毫米而小于1毫米，其加热工装套的套壁厚度为2～10毫米；

c、在对薄壁管状零件的局部进行热处理时，将薄壁管状零件的一端夹持在一个可随传动主轴一起转动的零件夹头上，并使薄壁管状零件的轴心线与传动主轴中心线和高频感应圈的中心线重合，同时使薄壁管状零件随传动主轴一起转动。

上述的对薄壁管状零件的局部进行热处理时，其热处理为对薄壁管状零件的局部进行退火热处理或淬火热处理；在对薄壁管状零件的局部进行退火热处理时，应待薄壁管状零件被热处理的局部完全冷却到退火温度以下后才能停止其转动；在对薄壁管状零件的局部进行淬火热处理时，当其局部达到淬火温度时，应切断高频感应圈的电源并同时采用向该局部喷水或喷其它淬火介质的方式进行淬火处理。

上述的辅助加热工装套为采用具有耐高温和具有较好的热传导性能及良好的机加工性能的铁磁性材料制作而成。

上述的铁磁性材料为中碳钢、铁基高温合金、高Mn钢或Cr钢。

上述在对薄壁管状零件的局部进行热处理时，对薄壁管状零件未被夹持的一端的非热处理裸露部位采用润湿的吸水性耐火材料套住保护。

上述在对薄壁管状零件未被夹持的一端的非热处理裸露部位采用润湿的吸水性耐火材料套住保护时，可采用冷却液对该吸水性耐火材料进行冷却。

根据上述方法构建的本发明的一种薄壁管状零件局部热处理的装置为：该装置包括高频感应加热装置，在高频感应加热装置的高频感应圈的下方设有工作台，在工作台的两端分别设有支座，在其中一个支座上装有通过电机带动转动的传动主轴，在传动主轴上装有用于夹持被加工的薄壁管状零件的零件夹头，在另一个支座上通过螺纹连接装有移动丝杆，在移动丝杆的一端设有用于夹持冷却保护套的夹头，在冷却保护套内设有一层吸水性耐火材料层。

上述工作台为可移动式工作台，在工作台的下方设有机座，在机座上设有轨道和传动螺杆，工作台放置在轨道上，并且工作台通过固定在其下部的螺母与传动螺杆连接。

在上述工作台上设有能向冷却保护套中的吸水性耐火材料层滴灌冷却液的冷却液容器。

在上述夹持在零件夹头上的薄壁管状零件上套有辅助加热工装套，并且辅助加热工装套通过分别顶在其两端的冷却保护套和顶套顶固在工作台两端的支座之间。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下的优点和特点：

1、由于引入了辅助加热工装套，避免了对零件的直接感应加热，通过热传导将热量传递给零件，可有效地精确控制热处理区域，并且在提高可控性的同时、又能保证薄壁零件局部热处理区能达到热处理温度和效果；