[发明专利]一种变径壳体变频感应热处理工艺

说明书

本发明涉及一种变径壳体变频感应热处理工艺，根据变径壳体特点采用中频感应炉对变径壳体进行加热淬火，然后采用箱式电阻炉进行低温回火，采用中频感应炉对变径壳体进行加热淬火,根据变径壳体的尺寸变化将原整体中频感应炉进行切割分成3段，分段送电，每段的中频功率根据实际加热的变径壳体厚度进行给定，每段的中频频率是变化的并且各不相同，同时增加了保温工序；采用箱式电阻炉对变径壳体进行低温回火，可以保证产品质量，工艺简便易操作，生产效率高，且节能环保的优点。

技术领域

本发明涉及一种变径壳体变频感应热处理工艺，适用于变径壳体感应热处理技术领域。

背景技术

目前在生产变径壳体时常采用30CrMnSiNi2MoVE材料制造，主要应用于国防建设领域，热处理后具有非常好的综合力学性能，实际需求量大。变径壳体如图1所示，材料为30CrMnSiNi2MoVE，常用规格长度1000～4000mm，大端外径100～500mm，壁厚15～80mm，经锻造、机械加工、超声波探伤合格后进行热处理，整体硬度及力学性能匀要求很高，尺寸精度要求高，热处理后变形控制难度大，主要在井式电阻炉中进行热处理，为控制变形必须采用专门的悬挂吊装使工件在加热及冷却过程中一直保证垂直，一个热处理炉生产6～8支，工件装卡难度大，工艺较复杂，热处理周期长3～5天，需要长时间的升温、保温，淬火时采用水淬油冷，产生大量的油烟，现场作业环境差，能耗高、周期长、污染大，制造成本高。

而传统聚焦型感应器进行中频整体透热加热感应淬火，中频频率为固定的，采用的是圆周加热，工件中沿圆周方向产生感应电流，这种工艺本身具有一个难于克服的缺点，即工件轴向尺寸变化的部位，温度很难控制，就会出现加热不均匀，尤其是尺寸变化处很容易过热，无法进行变径产品整体透热加热感应淬火。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现象的不足而提供一种可以保证产品质量，工艺简便易操作，生产效率高，且节能环保的变径壳体变频感应热处理工艺，根据变径壳体特点，采用中频感应炉对变径壳体进行加热淬火，然后采用箱式电阻炉进行低温回火。

本发明的技术方案如下：

一种变径壳体变频感应热处理工艺，根据变径壳体特点采用中频感应炉对变径壳体进行加热淬火，然后采用箱式电阻炉进行低温回火，具体工艺步骤如下：

步骤1）、采用中频感应炉对变径壳体进行加热淬火：根据变径壳体的尺寸变化将原整体中频感应炉进行切割分成3段，分段送电，每段的中频功率根据实际加热的变径壳体厚度进行给定，每段的中频频率是变化的并且各不相同，同时增加了保温工序；

步骤2）、采用箱式电阻炉对经过步骤1）处理的变径壳体进行低温回火，具体步骤如下：

步骤2.1）、首先测试变径壳体的表面硬度≥45HRC，合格后进行回火；

步骤2.2）、回火时加热温度控制在230±10℃，均温1～5h，保温1～5h，之后出炉空冷。

在步骤1）中还具体包括如下步骤：

步骤1.1）、使用工件专用装卡装置将变径壳体安装牢固，送入组合后的中频感应炉中，由于工件装卡装置需要夹持变径壳体进入中频感应炉内部，为避免磁场对其影响，其装卡部位采用奥氏体不锈钢制造，在交变磁场中不会自发热，保证工件装卡装置的强度和钢度，同时在变径壳体加热过程中以每分钟50～100转旋转，在变径壳体冷却过程中以每分钟5～10转旋转，保证变径壳体加热和冷却更加均匀；

步骤1.2）、变径壳体到达中频感应炉炉体内预定位置后，准备开始加热，中频送电前，为保证加热及冷却均匀，工件装卡装置带动变径壳体开始自转，中频感应炉炉体具体分为3段，每段的炉体之间间隙为15～30mm，成为分段送电的组合式中频感应炉，每段中频频率各不相同是变化的，每段的中频功率根据实际加热的变径壳体厚度进行给定；

步骤1.3）、首先启动顶部中频感应炉炉体，将变径壳体头部温度加热至920±10℃，进入均保温，中频加热的中频电压为650～1000V，中频功率为100～400KW，中频频率为100～250Hz；