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汽車、摩托車、拖拉機等都需要用到凸輪軸,凸輪軸在工作過程中要求有足夠的硬度和耐磨性,為了其工作性能的要求,我們通常用超音頻感應退火機來對凸輪進行淬火熱處理。鄭州國韻從事感應加熱行業20多年,對工件的熱處理很了解,今天,我們就談一下凸輪軸的感應熱處理工藝。
汽車上的凸輪軸我們通常采用120kw的超音頻感應退火機來進行淬火熱處理,而摩托車上的凸輪軸我們則采用60kw的設備來進行感應淬火熱處理,其熱處理工藝如下:
凸輪的感應淬火工藝基本上有兩類,一類是分段一次加熱方法,另一類是整根凸輪軸一次加熱方法。
一、凸輪軸采用超音頻感應退火機的感應淬火工藝:
1)鋼制凸輪軸,凸輪與軸頸一般采用分段一次加熱方法。凸輪與軸頸寬度相近時,可以共用一個感應器。解放牌汽車凸輪軸,凸輪、軸頸、偏心、齒輪四個不同部分,共用一個感應器,使用效果不錯。此工藝的難點在于離軸頸很近的這個凸輪的淬火加熱,當采用8~lOkHz的超音頻感應加熱電源時,感應器的電磁場一部分會散逸到緊鄰的軸頸,這樣,軸頸局部會回火,而凸輪靠軸頸側這一部分加熱溫度偏低。現在凸輪感應器兩端已設計裝上導磁體,解決了此一難點。
凸輪軸工藝上碰到的第二個難點,是兩個相鄰凸輪距離太近,如相距6-8mm。此時,感應器附加導磁體也有困難。解決的辦法是將兩個相鄰凸輪一起加熱,但由于感應器中間磁場較強,因此,感應器設計上要使并聯的兩個有效圈在中間部分離得遠些,并不完全與凸輪寬度相對應。
2)對于轎車合金鑄鐵凸輪軸,一般采用多個感應器串聯、一次加熱整根凸輪軸的工藝。
二、淬裂
由于鋼制凸輪軸淬火表面硬度要求較高,因此,比較容易產生裂紋。有些廠家對凸輪軸鋼材碳含量進行精選,縮小上下限差。
三、凸輪軸的變形
對于分段一次加熱的凸輪軸,淬火后有彎曲,但易于校正,因為桿部未淬硬;但對多個凸輪一次加熱的凸輪軸,由于未淬硬的桿部極短,在可能條件下采用校正輥,可減少變形。
四、回火
采用分段一次加熱的凸輪常采用自回火工藝。此時,淬火工藝應設定為每加熱淬火凸輪軸的一個部分,下一個加熱部分應位于已淬過火部分下面的位置。這樣能保證已淬過火的部分不必受第二次冷卻,就有可靠的自回火溫度與時間。凸輪常因自回火溫度不足,在下一工序前后會發現凸輪尖端部分崩落,如有時會產生許多件同樣崩落形式的廢品,有時因感應器與加熱部位位置的偏移,也會產生廢品。
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