一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，具体为一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺。

背景技术

淬火是把金属加热到临界温度以上，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，从而获得以马氏体为主的不平衡组织的一种热处理工艺方法。淬火是钢热处理工艺中应用最为广泛的工种工艺方法。

低频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。

感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或低频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管，产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流。

空心铜管产生的感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。

现阶段常见的淬火工艺热处理上，硬化层深越深越易开裂,同时钢件不能淬火两次以上，会产生一系列的问题，如：金像组织过热及粗大,开裂,变型等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺，具备采用低频率、大功率交变电流搭配可使工件在短时间内受热且能量能均匀在表面上并快速感应到内部,搭配高压喷射装置冷却使易开裂因素得以控制,避免区域软化强度不足，金像表面组织细化达到高抗耐磨性,获得高硬度,强度的同时达到金相组织四级,对于耐磨性能达到更高的优点，解决了感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0；硬化层深越深越易开裂的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺，采用低频率、大功率交变电流搭配的淬火线圈可使工件在短时间内受热且能量能均匀在表面上并快速感应到内部,搭配高压喷淋的冷却方式使工件易开裂因素得以控制；

设备包括：淬火线圈、淬火治具和高压喷淋装置。

作为本发明的进一步方案，淬火线圈采用曲线弧度仿形特制感应线圈，感应线圈是根据螺栓工件的曲线弧度面制作的专属传感器，感应线圈通电后能将工件表面30秒内加热至A3线临界点范围，以确保金相组织的细化程度。

作为本发明的进一步方案，高压喷淋的冷却水的出水压力设置为8Kg，喷淋冷却时间为15秒，瞬时高压冷却使工件表面温度降至MS线，跳过工件的危险开裂区，而后随即停止冷却使工件利用余温效果进入自然回火状态，以消除内应力克服裂纹现象的发生。

作为本发明的进一步方案，淬火治具内置转动机构，由外置的驱动电机带动淬火治具内的转动机构工作。

作为本发明的进一步方案，采用水溶性PAG淬火工艺，水淬的工艺参数为：

淬火加热时工件在治具内的转速为20rpm，极速加热时间为30秒。

一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺，低频淬火工艺流程：

S1、根据螺栓工件的曲线弧度面制作相应的感应线圈作为淬火线圈，淬火线圈安装在淬火治具内并接入电源线；

S2、将螺栓工件插入淬火线圈中并与淬火治具内的转动机构连接；

S3、通电启动，螺栓工件在淬火治具内的转速为20rpm，淬火线圈通电后对螺栓工件极速加热30秒，能将螺栓工件表面在30秒内加热至A3线临界点范围，并快速感应到螺栓工件内部。

一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺，冷却回火工艺流程：

S1、螺栓工件经过淬火线圈淬火后，淬火线圈断电，螺栓工件在淬火治具内停止转动；

S2、高压喷淋装置的喷淋口对着螺栓工件，高压喷淋装置喷淋口冷却水的出水压力设置为8Kg，高压喷淋装置启动，冷却水对淬火后的螺栓工件高压喷淋15秒，在15秒内瞬时高压冷却使螺栓工件表面温度降至MS线，跳过危险开裂区；

S3、螺栓工件经过高压喷淋15秒后，高压喷淋装置停止对螺栓工件的喷淋，使螺栓工件在空气中利用余温进入自然回火状态；

S4、等螺栓工件自然回火后，将螺栓工件取出。

作为本发明的进一步方案，技术指标：

淬火线圈加热时间：30S；

螺栓工件在淬火治具内转速：20rpm；

高压喷淋装置的冷却水压力：8Kg；

高压喷淋冷却时间：15S。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：淬火线圈采用曲线弧度仿形特制感应线圈，感应线圈是根据螺栓曲线弧度面制作的专属传感器，能将螺栓工件表面30秒内加热至A3线临界点范围，并快速感应到螺栓工件内部，以确保金相组织的细化程度。

高压喷淋装置喷淋口冷却水的出水压力设置为8Kg，冷却水对淬火后的螺栓工件高压喷淋15秒，在15秒内瞬时高压冷却使螺栓工件表面温度降至MS线，跳过危险开裂区，以消除内应力克服裂纹现象的发生。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺，设备包括：淬火线圈、淬火治具和高压喷淋装置；淬火治具内置转动机构，由外置的驱动电机带动淬火治具内的转动机构工作；采用低频率、大功率交变电流搭配的淬火线圈可使工件在短时间内受热且能量能均匀在表面上并快速感应到内部,淬火线圈采用曲线弧度仿形特制感应线圈，感应线圈是根据螺栓工件的曲线弧度面制作的专属传感器，感应线圈通电后能将工件表面30秒内加热至A3线临界点范围，以确保金相组织的细化程度。

搭配高压喷淋的冷却方式使工件易开裂因素得以控制；高压喷淋的冷却水的出水压力设置为8Kg，喷淋冷却时间为15秒，瞬时高压冷却使工件表面温度降至MS线，跳过工件的危险开裂区，而后随即停止冷却使工件利用余温进入自然回火状态，以消除内应力克服裂纹现象的发生。

实施例2

本发明提供的一种实施例：一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺，低频淬火工艺流程：

S1、根据螺栓工件的曲线弧度面制作相应的感应线圈作为淬火线圈，淬火线圈安装在淬火治具内并接入电源线；

S2、将螺栓工件插入淬火线圈中并与淬火治具内的转动机构连接；

S3、通电启动，螺栓工件在淬火治具内的转速为20rpm，淬火线圈通电后对螺栓工件极速加热30秒，能将螺栓工件表面在30秒内加热至A3线临界点范围，并快速感应到螺栓工件内部。

采用低频率、大功率交变电流搭配可使工件在短时间内受热且能量能均匀，工件表面温度快速传递到内部。

实施例3

本发明提供的一种实施例：一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺，冷却回火工艺流程：

S1、螺栓工件经过淬火线圈淬火后，淬火线圈断电，螺栓工件在淬火治具内停止转动；

S2、高压喷淋装置的喷淋口对着螺栓工件，高压喷淋装置喷淋口冷却水的出水压力设置为8Kg，高压喷淋装置启动，冷却水对淬火后的螺栓工件高压喷淋15秒，在15秒内瞬时高压冷却使螺栓工件表面温度降至MS线，跳过危险开裂区；

S3、螺栓工件经过高压喷淋15秒后，高压喷淋装置停止对螺栓工件的喷淋，使螺栓工件在空气中进入自然回火状态；

S4、等螺栓工件自然回火后，将螺栓工件取出。

瞬时高压冷却使螺栓工件表面温度降至MS线，以消除内应力克服裂纹现象的发生。

实施例4

本发明提供的一种实施例：一种工程机械用螺栓防开裂低频淬火工艺，技术指标：

淬火线圈加热时间：30S；

螺栓工件在淬火治具内转速：20rpm；

高压喷淋装置的冷却水压力：8Kg；

高压喷淋冷却时间：15S。

经济指标：

每年创造收益＝每炉件数或每小时件数*生产时长*单位量收益。

其他节约，如：节省人力3人，每人薪金6000元\月计算，年节约3*6000*12＝216000元；单位量生产节约电量10度，按照每年10000件，则年度节约用电10*10000*1.2元＝120000元。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。