【正文】 ,使我對金屬材料及其表面技術(shù)有了一定的認(rèn)識 ,并最終得以完成畢業(yè)論文。陳老師教會了我很多有關(guān)感應(yīng)加熱表面淬火技術(shù)方面的知識，還教會了我洛氏硬度計及顯微硬度計的使用，在我的整個畢業(yè)設(shè)計過程中給了我極大地支持。 致 謝 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 經(jīng)過半年的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，在此，我要感謝每一個幫助過我的人。 越往內(nèi)試件逐漸變?yōu)?基體組織， 即淬火前的 正火組織。 試件感應(yīng)加熱實驗前、后金相 組織 （ 1） 試件 在 感應(yīng)加熱 之前正火 的金相組織（見圖 48） 通過對圖 48 的觀察，發(fā)現(xiàn)在試件沒有經(jīng)過感應(yīng)加熱表面淬火時，其截面組織為正火組織（粗大的鐵素體和珠光體）。 從 難易程度進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)高頻感應(yīng)處理工藝由于加熱時間短、升溫快完全可以采用機(jī)械手進(jìn)行夾持操作，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量流水線作業(yè)；而調(diào)質(zhì)處理工藝操作步驟多、時間長難以實現(xiàn)機(jī)械化。 表 46 試件 5 的截面顯微硬度（ HV）分布變化 距邊緣距離試件及處理方法 試件 10 調(diào)質(zhì)后 試件 5 回火后 0100200300400500600700800900 1 2 3 4 5 6距邊緣距離m m維氏硬度Hv試件5 回火前試件5 回火后北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 圖 46 試件 5 的截面顯微硬度（ HV）分布變化 根據(jù)試件 5 的截面顯微硬度變化， 感應(yīng)加熱表面淬火使得零件表面硬度得到提高。 試件回火 后和回火前硬度的比較 分析 對試件 5 進(jìn)行 200℃回火處理，保溫 1h 后，再對實驗 5進(jìn)行顯微硬度測試與回火處理前進(jìn)行比較分析，其結(jié)果總結(jié)如下： 試件 5進(jìn)行 200℃回火、保溫 1h 處理后，其截面硬度值分布與處理前截面硬度值分布詳見表 45，圖 45。 表 44 8s 時試件在 297A、 355 A、 400A 下各截面顯微硬度（ HV）分布 距邊緣距離 試件及 電流 試件 2 297A 266 試件 5 355 A 試件 8 400A 226 為了便于分析、突出重點，本節(jié)特別取出 加熱時間為 8s 時試件 8在 感應(yīng)電流為 297A、 355 A、 400A 下 的截面顯微硬度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。可以說明隨著 加熱時間 的 延長 ，試件表面硬度也隨之增加，而基體硬度基本不變，符合零件表面強(qiáng)化工藝的范疇。 應(yīng)電流下淬火硬度的比較 分析 在相同感應(yīng)電流時， 試件 19 分別 確定 感應(yīng)電流 為 297A、 355 A、 400A 下 采用 加熱時間有 5s、 8s、 11s，現(xiàn) 對 在 297A、 355 A、 400A 感應(yīng)電流 下各試件在不同 加熱時間 時的硬度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 試件的調(diào)質(zhì)處理 將三相電阻爐加熱到 900℃，然后將試件 10放入爐中 加熱 15min， 取出后 立即投入水中進(jìn)行淬火 ，然后將其放入另一加熱到 600℃的爐中保溫 1h，取出空冷。 并取出一個試件 測試其洛氏硬度和 維氏硬度并 觀察其顯微組織，和其他處理作對照，此試件標(biāo)為 11。 將預(yù)備進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的試件 標(biāo)記為 10， 45鋼的淬火 溫度在 900℃左右，保溫時間為 10～20min。目的是使工件具有良好的綜合機(jī)械性能。 對于實驗的分組， 由于感應(yīng)加熱設(shè)備沒有頻率旋鈕， 所以用不同感應(yīng)電流來模擬頻率， 本實驗選擇在三種不同感應(yīng)電流下而且每一電流值下分別加熱 5s、 8s、 11s。所以只有在考慮以上因素的情況下才能通過實驗手段獲得理想的實驗數(shù)據(jù)，達(dá)到實驗的目的。 ⑦蓋上儀器罩，清理實驗現(xiàn)場，填寫儀器使用記錄。轉(zhuǎn)動微分筒找到試樣的 待測 部位。包括機(jī)體、升降工作臺、物鏡壓頭轉(zhuǎn)塔、自動加載機(jī)構(gòu)、攝像照明系統(tǒng)、測微目鏡系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、圖象分析系統(tǒng)等。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 ⑦工作結(jié)束，關(guān)閉電源，取下物鏡、目鏡放于干燥器中，蓋上鏡筒防塵蓋，載物臺調(diào)至低位。 ④粗調(diào)旋鈕，視場逐漸變亮，微調(diào)至圖像清晰。主要技術(shù)指標(biāo)： 光學(xué)系 統(tǒng) ： 校正多重色差，消除雜散光干擾 目鏡 ： 25mm寬視場雙目鏡 物鏡 ： 50、 100倍平場復(fù)消色差 物鏡轉(zhuǎn)盤 ： 5位電動控制 觀察方式：明場、暗場、偏光 載物臺： 127x83mm移動范圍 操作規(guī)程： ①根據(jù)要求選擇目鏡、物鏡、樣品托盤，從干燥器取出放于鏡座上。 ④ 安裝簡單，只需接電源和水即可，無需專人安裝 。 （ 1） SP15系列 中、 高頻感應(yīng)加熱焊接設(shè)備 （圖 21） 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 圖 21 主要用途：金剛石工具焊接 、 車刀焊接 、 貴金屬熔煉 、 錘子淬火 、 鉆頭熱軋 。并和感應(yīng)加熱淬火并回火的試件進(jìn)行比較。 先 對 原始正火組織的 45 鋼 試件 采用不同的加熱時間參數(shù)和不同的感應(yīng)電流參數(shù)，對具有等同的原始正火組織的 45 鋼進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱表面淬火處理，并進(jìn)行水淬，然后進(jìn)行顯微硬度的測量，比較幾組實驗數(shù)據(jù) 。 據(jù)文獻(xiàn)介紹 [12] [13]， 45鋼易淬裂的尺寸范圍為 5～ 11mm，截面尺寸過小或過大均不易淬裂。國外對車軸 高 頻感應(yīng)淬火從過去的局部淬火、 分段淬火 ,發(fā)展到現(xiàn)在的表面全長淬火。 在調(diào)質(zhì)或正火的基礎(chǔ)上再施加表面感應(yīng)淬火強(qiáng)化處理 ,可使服役壽命成倍地延長。為了保證在感應(yīng)加熱中盡可能地減少漏磁 ,提高加熱效率 ,感應(yīng)器與零件之間的間距盡可能小 ,但要有足夠的間隙 ,保證使感應(yīng)器能與車軸的相對運(yùn)動順利進(jìn)行 [10]。 ② 感應(yīng)器損耗小 ,電效率高 。 （ 5）表面局部燒熔的原因 感應(yīng)器結(jié)構(gòu)不合理；加熱時間過長；工件帶有尖、角、孔、槽；表面有缺陷；連續(xù)加熱或半圈旋轉(zhuǎn)加熱時，移動或旋轉(zhuǎn)過程中有突然停止現(xiàn)象。其原因歸納如 下： （ 1）開裂原因 加熱溫度高、不均勻，冷卻過快且不均勻；淬火液選擇不當(dāng)，冷卻速度過大；材料淬透性偏高，成分偏析，含有毒元素，存在缺陷；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，技術(shù)規(guī)范不當(dāng)。高頻脈沖感應(yīng)加熱綜合感應(yīng)加熱與高頻脈沖加熱的某些特點 ,與其他熱處理工藝比較 ,淬火后具有高硬度、高耐磨性、良好的韌性和疲勞強(qiáng)度、以及微變形等特點。 高頻感應(yīng)電阻加熱表面淬火的特點 ： ①適用于齒條軸的齒條淬火和各種凸輪軸汽缸內(nèi)表面的強(qiáng)化。更換不同的感應(yīng)器 ,可 以加熱不同形狀的工件表面。同時能節(jié)約成本、能源、材料和環(huán)境保護(hù)費(fèi)用。感應(yīng)滲碳過程中工件表面受感應(yīng)高頻電流加熱 ,高密度和精確限定的高頻能量迅速加熱工件表面層至材料熔點以下的某一溫度。改變加熱溫度、時間和通入的氨氣流量得到不同的滲層深度和滲層硬度。 這種同時雙頻感應(yīng)加熱能實現(xiàn)加速奧氏體化 ,具有熱處理質(zhì)量高、生產(chǎn)率高和變形小的優(yōu)點 ,能適應(yīng)今天的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求 ,這要歸功于能獲得極細(xì)小的奧氏體晶粒和加熱時間短。淬火時表層產(chǎn)生的壓應(yīng)力對提高硬度也有一定影響。雙頻電流齒輪淬火是用中頻電流預(yù)熱齒輪齒溝部分 ,隨后立即用高頻電流加熱齒頂部分 ,得到沿齒輪廓的淬硬層。而為了能夠很好的滿足零件苛刻 的要求，新型的感應(yīng)加熱淬火技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 新型感應(yīng)加熱淬火技術(shù) 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展 ,各種機(jī)械設(shè)備的性能不斷提高。 其中感應(yīng)加熱電源經(jīng)歷從機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī)組、電子管式高頻電源、晶閘管式中頻電源到晶體管超高頻和高頻電源的發(fā)展。 （ 3）機(jī)床制造工業(yè) 機(jī)床制造中，感應(yīng)淬火件有主軸箱的變速齒輪、主軸、變速叉、導(dǎo)軌表面以及各種小零件的耐磨部分。 （ 1）汽車制造業(yè) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 汽車制造業(yè)廣泛地采用了熱處理技術(shù)，感應(yīng)加熱淬火的汽車零部件，已經(jīng)上升到占全部熱處理零件的 50%左右。它只適用于大批量生產(chǎn)一種或一種族的工件。為此，現(xiàn)代化的感應(yīng)加熱淬火裝備已經(jīng)安排在生產(chǎn)線或自動線上。 （ 5）可進(jìn)行工件局部淬火 該技術(shù)能精確地將工件需要進(jìn)行淬火的局部進(jìn)行進(jìn)行加熱，特別是在采用導(dǎo)磁體和使用高功率密度的情況下。 （ 2） 淬火后工件表層可得到極細(xì)的隱晶馬氏體， 硬度 稍高（ 2～ 3HRC）。 這種感應(yīng)電流在工件的分布是不均勻的，在表面強(qiáng)，而在內(nèi)部很弱，到基體接近于 0。 工頻 (50HZ)加熱淬硬層深度為 1020mm，一般用于較大尺寸零件的透熱，大直徑零件（直徑 amp。產(chǎn)生交變磁場在工件中產(chǎn)生出同頻率的感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流在工件的分布是不均勻的，在表面強(qiáng)，而在內(nèi)部很弱，到心部接近于 0，利用這個集膚效應(yīng)，可使工件表面迅速加熱，在幾秒鐘內(nèi)表面溫度上升到 8001000℃ ，而心部溫度升高很小。這門熱處理新工藝?yán)镁€圈電磁感應(yīng)加熱鋼鐵件是很新奇與吸引人的，它具有加熱快、局部淬火、節(jié)能、在線生產(chǎn)、便于自動化等特點，