变截面圆筒件感应调质处理

工件采用感应加热热处理虽多，但工件的形状都很简单，对于变截面工件 使用感应加热，其加热温度很难均匀一致，特别是用于调质处理时，很难保证 工件处理后的质量。随着深加工产品的迅速增多，变截面圆筒形工件大量出现。 为保证工件的调质处理质量，研制了特殊的中频感应加热炉，用以替代箱式、 井式电阻炉工艺装备。

1. 工件形状与技术要求

   工件形状如图12-13所示，用合金钢制成。调质处理后要求硬度为103 ~ 228HB,延伸率-2.5%,为后续加工创造良好条件。工件的质量为13. 5kg。

2. 设备配置

   
   

   主要由感应加热炉、中频 电源与淬火水槽组成。

    

1. 感应加热炉：感应加热炉的结构如图12-14所示， 其关键设备是感应器。由于工件各 部位的厚度相差较大，要达到处理 质量要求，保证温度均匀，必须给予工件各部位不同的热量。因此，设计了主、 主感应器为单层线圈，加热整个工件。 副感应器为双层线圈，加热厚壁部位。运 行时，工件按淬火、回火工艺要求，不同 节拍时间推进。底部先进入副感应器中预热，然后依次进入主感应器，整体加热到淬火温度920度出炉，送入水槽淬火；或 加热到回火温度620度出炉、空冷。

   主感应器的线圈内径巾185mm,长度 1460mm。副感应器线圈内径©185mm,长 度 140mm,均用 14mm X 14mm X 2mm 的方 形纯铜管绕制。主感应器与副感应器串联 供电。感应线圈里的耐热衬套是用3mm的

   无磁不锈钢板制成开口的圆筒，其外包有硅酸铝纤维毡。

   水冷的导轨，用以支撑工件，并引导工件的移动。

2. 中频电源：根据工件材质、尺寸、加热特点和生产能力，选用的变频 设备为KGPS-250/1型可控硅中频变频装置，功率、电压、电流等可调。适合淬 火、回火加热工艺和不同生产节拍需要。

3. 淬火水槽：用型钢和钢板焊制成1200mm x 600mm x 800mm的槽体，内装含20% NaOH的水质淬火剂，维持在20 -80^的使用温度。

3.热态试验

为了验证设计计算的准确性，检测感应器的性能、工件加热的实际温度和 有关电参数，进行了热态试验。

1. 温度测量：在工件上有代表性的部位钻有3个孔(见图12-13),将 ©0.3mm的镣铭镣铝热电偶端部钏］在小孔里。为保护热电偶，减少电磁影响，提 高测试的准确度，将补偿导线穿过一段不锈钢管，与毫伏表连接。

2. 淬火加热：在中频电源输出功率为140kW、电压为600V、电流250A 条件下，按l-5min的节拍时间推入一个工件进行加热。工件的加热温度为1000℃。由于工件上三个部位的厚度不同，三个部位在感应器中的加热时间亦不同，三个部位的加热时间 T∶T∶T3=6min∶3min∶4.5min，其温差约100℃。（3）回火加热∶ 利用同一套感应加热炉对工件进行回火加热，在功率为 50kW、电压 350V、电流 160A 条件下，按2.5min 节拍时间推入一个工件进行加热。工件的加热温度为 750℃。在工件上三个不同部位的加热时间 T∶T2∶T3= 10min∶ 5min∶ 7.5min，其轴向温差为 140℃。两种加热过程的温度变化与预计的情况一致，若增大副感应器的功率，或再增设一台副感应器，将会使变截面圆筒形工件的温差减小。经试验证明，变截面圆筒形工件经感应加热调质处理后，能达到技术条件的要求。