[发明专利]一种超大型轴类零件的表面淬火装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面淬火装置，特别是一种超大型轴类零件的表面淬火装置。其适用于外径500mm以上超大型轴的表面淬火。

背景技术

超大型轴类零件的表面淬火是一种表面淬火的热处理加工技术，通常是在轴类零件表面被加热达到淬火温度的瞬间，对其表面迅速进行冷却，从而能够使得零件表面达到较高的硬度。由于超大型轴类零件规格尺寸所限，多数情况下只能使用表面淬火技术对其进行热处理，以增强其表面硬度。据申请人所知，对于大型轴类零件的表面淬火方法，目前主要有火焰淬火、激光淬火、感应淬火。其中：

火焰淬火：是利用可燃气体与氧气混合的火焰所产生的高温将零件表面加热到淬火温度，随后极速用水或其他介质进行冷却的过程。火焰淬火的设备简单，能够在工件表面获得一定的硬度和硬化层，而保持零件的心部原来的强度和韧性。但是存在不足之处：火焰淬火的硬化层深度很低，通常达不到硬化层深度的技术要求，表面硬度均匀性也无法保证。

激光淬火：是以高能密度的激光束作为热源的热处理加工技术。处理过程是将激光束扫描金属零件表面，激光束的红外能量被金属零件表面吸收而迅速形成很高的温度，从而使金属发生相变。随着激光束离开金属零件表面，金属零件表面的热量依靠金属零件本身的热传导性迅速向内部传递，而形成极大的冷却速度，可以依靠自激冷却使零件表面淬火，使其表面硬化。但是激光淬火所获得的硬化层深度也很低，通常达不到硬化层深度的技术要求，而且激光淬火成本很高，价格昂贵。

感应淬火：是将零件置于感应器内，对感应器通以交流电，当一定电流频率的交流电通过感应器时，在置于感应器内的零件表面就有感应电流产生，感应电流分布在零件表面，以涡流的形式出现，迅速加热零件表面使其达到淬火温度，将零件极速冷却，实现感应加热表面淬火。现有的感应加热技术，由于磁感线逸散较多，零件表面的加热效率较低，通常是无法对直径较大的轴类零件进行有效的表面淬火。

申请人通过实践和研究发现，以上几种表面淬火方法，由于自身存在的不足和使用的表面淬火装置结构简陋或者不完善，使得所获得的硬化层深度都很浅，而且有的还存在硬度不均匀的不足，有的存在价格昂贵的缺陷，并且都不适用于对表面硬度和硬化层深度都有一定要求的大型轴类零件进行表面淬火。

发明内容

本发明的目的是，针对上述现有对于大型轴类零件的表面淬火方面存在的不足，提出并研究一种超大型轴类零件的表面淬火装置。其结构合理，加工费用经济，能够实现被加工的轴类零件加热均匀，能够控制被加工表面的硬化层深度。

本发明的技术解决方案是，采用加热圈、喷水圈、汇流板、固定架接头管和导磁体构成感应器，其特征在于：感应器至少包括一个加热圈和一个喷水圈；加热圈与喷水圈平行设置，加热圈外圆包覆有导磁体，喷水圈与固定架接头管相连，加热圈两端分别与两个汇流板相连，喷水圈的远离加热圈靠近喷水圈内圆周的一侧、围绕喷水圈的圆周上设置喷水孔。

其特征在于，加热圈由一根紫铜管制作，加热圈的圆形部分加工成截面为矩形的矩形管，棱边角倒角，其余部分保留原始截面为圆环的形状，加热圈的两个出口分别与一个管接头焊接，加热圈的两端向下的引出部分分别与两个汇流板相连；喷水圈同样由一根紫铜管制作，喷水圈的圆形部分加工成截面为矩形的矩形管，棱角倒角，同时，将矩形管的一个棱角加工出斜边，在斜边上开喷水孔，喷水圈其余部分保留原始截面为圆环的形状，喷水圈的两个出口分别与一个管接头焊接。

其特征在于，喷水孔的直径为1mm，喷水孔中心的间距为10mm，喷水孔的中轴线与喷水圈的中轴线夹角为45°。

其特征在于，所述导磁体为“凹”字形，导磁体的开口卡住加热圈的外圆。

其特征在于，导磁体采用导磁体定位卡片固定。

其特征在于，所述的导磁体定位卡片为“F”字形，加热圈外圆间隔安装有若干个“F”字形的导磁体定位卡片，用以对导磁体进行固定。

其特征在于，加热圈使用直径30mm±0.5mm的紫铜管进行制作，紫铜管的壁厚为3mm±0.1mm，加热圈的圆形部分制作成截面外缘为高度30mm±0.5 mm，宽度14mm±0.2 mm的矩形管，棱角倒角，其余部分保留原始截面为圆环的形状，加热圈的两个出口分别与一个管接头焊接。

其特征在于，喷水圈使用直径30mm±0.5mm的紫铜管进行制作，紫铜管的壁厚为3mm±0.1mm，喷水圈的圆形部分制作成截面外缘为的高度30mm±0.5mm，宽度14mm±0.1mm的矩形管，棱角倒角，其余部分保留原始截面为圆环的形状，喷水圈的两个出口分别与一个管接头焊接。