差速器壳高频感应淬火工艺

某型号商用车车桥上差速器壳,材料为QT600-3A,如图1所示。轴颈部位要求感应淬火(包括圆角),要求表面硬度45HRC以上,硬化层深:圆角1.5~4mm(45°方向)以上,光杆部5~8mm,花键齿底1.5~4 mm(模数m=2,齿高约5mm),如图2所示。

高频感应加热电源、高频感应加热设备、差速器壳高频淬火
高频感应加热电源、高频感应加热设备、高频淬火机,差速器壳淬火要求

1. 复合导磁体环形感应器设计

现场采用环形连续淬火感应器。感应器有效圈为紫铜车削后焊接而成,横截面为去掉一部分的(下端面外侧30°)中空菱形(中通冷却水),感应器与工件单边间隙为2.5mm,有效圈最小内径125mm,高19.5mm,宽12mm,相对工件中心方向外偏30°。喷水圈采用16mm×14mm×2.5mm矩形铜管,钻三排孔,孔与工件中心成50°角(见图3)

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一般连续淬火用环形感应器结构只有一种导磁体,基于工件为小圆角,大直径结构考虑,如果导磁体朝向端面则杆部加热慢,将导致移动速度慢效率低,如果导磁体朝向杆部,则圆角加热效果差,将导致圆角未淬硬或圆角(法兰)加热停留时间过长。为平衡圆角淬火效果及杆部移动速度,本感应器创造性的设计了两种导磁体,一种朝向杆部,一种朝向端面,两种导磁体分区间隔安装在有效圈上(见图4)。

淬火后,按JB/T 9205-1999《珠光体球墨铸铁零件感应淬火金相检验》、Q/EQY-05-2002《感应淬火零件淬硬深度的测定》检验。经纵向切开腐蚀后,宏观照片如图6所示,感应淬火层连续圆滑,圆角深度2.4mm,直线段深6.9mm,花键齿根深2.2mm,圆角及光杆部表面硬度53~56HRC,花键硬度48~52HRC,淬火组织为细针状马氏体+球状石墨,评为5级。前几批次约100件零件经荧光磁粉探伤,无裂纹。该零件从2018年9月以来,已批量生产约2000件,质量稳定可靠,现场无异常反馈。

3.结语

(1)对于小圆角,大直径零件来说,复合导磁体连续感应器很好的兼顾了圆角淬火质量及杆部加热效率两者之间的关系,现场实际使用效果良好,有较大推广价值。

(2)数控淬火机床的可编程,变功率,变移动速度等功能使感应淬火技术得到进步,产品质量更加稳定可靠。