[发明专利]一种空压机灰铁缸体内孔感应淬火装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空压机灰铁缸体内孔感应淬火装置及方法，属于感应加热技术领域。

背景技术

商用车发动机空压机缸体，目前普遍采用合金铸铁材料。由于合金铸铁毛坯铸造质量不够稳定，影响实际使用性能。而且合金铸铁空压机缸体材料费用较高，加工刀具损耗大，导致空压机缸体整体制件成本较高。

如果空压机缸体采用灰铁材料，可以明显提高毛坯铸造质量稳定性，降低材料成本和加工刀具损耗。并通过对灰铁空压机缸体内孔实施感应淬火硬化处理，可以大幅度提高空压机缸体内孔的表面硬度及耐磨性，总体上提高空压机缸体使用性能，降低缸体制件成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的空压机缸孔表面硬度及耐磨性差的问题，提供了一种空压机灰铁缸体内孔感应淬火装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

本发明选用灰铁材料替代合金铸铁材料，提高了铸造毛坯质量稳定性，降低了材料成本，减少了空压机缸体加工刀具损耗；对该灰铁缸体内孔表面实施感应淬火，淬火区域由若干条硬化带组成，硬化带被设计为砖垛形交错排列模型，该模型可以大幅度提高缸孔耐磨性，进一步延长空压机使用寿命；缸孔淬火感应器有效加热导线由多段圆弧状导线结构组成。

一种空压机灰铁缸体内孔感应淬火装置，主要由空压机缸体和内孔淬火感应器组成，所述空压机缸体的内孔设有硬化区域，由20个以上独立的硬化带覆盖，所述硬化带沿空压机缸体内孔轴向上下均匀排布5～9层，每层硬化带数量为偶数，环绕圆周均匀分布，相邻硬化带间隔角度α为30°～90°，层与层之间间隔距离H为3mm～5mm，彼此交错排列，沿圆周交错角度为1/2α，整体上形成砖垛形交错排列模型；所述内孔淬火感应器包括分段圆弧状有效加热导线3，所述有效加热导线3每段弧长相同，并与空压机缸体内孔单层硬化带对应。

技术方案中所述内孔淬火感应器还包括冷却水进水管1、过渡导线2、限位导柱与淬火水套组合体4、淬火水进水管5和接触板7；所述有效加热导线3、过渡导线2和接触板7承载电流；所述有效加热导线3和过渡导线2设置为一体且中空；所述过渡导线2与接触板7连接；所述接触板7与感应加热电源相连；所述有效加热导线3伸入空压机缸体的内孔对内壁感应加热。

技术方案中所述冷却水进水管1固定在过渡导线2冷却水进水口处，导入高压水对有效加热导线3实施冷却。

技术方案中所述限位导柱与淬火水套组合体4在淬火水进水口8处与淬火水进水管5固定连接；所述淬火水进水管5通过固定板6和过渡导线2固定；所述淬火水进水管5为中空，将淬火水引入限位导柱与淬火水套组合体水腔9内；限位导柱与淬火水套组合体水腔9侧壁设有喷水孔。

技术方案中所述限位导柱与淬火水套组合体4为绝缘材料，其外圆直径D3小于空压机缸体的内孔直径D1，大于有效加热导线3外圆直径D2。

技术方案中空压机缸体采用灰铁材料。

一种空压机灰铁缸体内孔感应淬火装置的淬火方法，具体有以下步骤：

1）将空压机缸体放入旋转定位夹具上，按启动按钮；

2）空压机缸体离开原始位置以15～20mm/S速度快速上行；

3）当空压机缸体内孔首层硬化带轴向设定位置与有效加热导线3完全对应时停止上行；

4）以80～95KW功率实施感应加热并延时1.5～3.5S；

5）加热延时结束，淬火液立即喷射进行淬火冷却并延时6.5～8.5S；

6）淬火冷却延时结束，空压机缸体以相同的设定速度快速上行，移动距离为H时停止上行，空压机缸体原地顺时针旋转1/2α角度；

7）以相同的设定功率及加热时间对第二层实施感应加热并延时；

8）加热延时结束，淬火液立即喷射进行淬火冷却并以相同的时间延时；

9）淬火冷却延时结束，空压机缸体以相同的设定速度快速上行，移动距离为H时停止上行，空压机缸体原地逆时针旋转1/2α角度；

10）以相同的功率及相同的加热和冷却时间对第三层实施加热及冷却，如此循环往复直到完成全部硬化带的感应加热淬火冷却过程；空压机缸体快速下行回到原位，整体工艺流程结束。

加热淬火奇数层硬化带时，空压机缸体逆时针或顺时针旋转1/2α角度，加热淬火偶数层硬化带时则相反。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

提高了空压机缸孔表面硬度、耐磨性及使用性能，有效延长使用寿命；降低材料成本，减少刀具损耗，与合金铸铁缸体相比，总体上降低了制件成本。

附图说明