凸轮感应加热

大型双联传动凸轮轴是该纺织机中的重要部件，其单件重约60kg。凸轮的感应热处理是关键技术之一，但在质量上碰到了难题。零件材料为42CMo钢，技术要求：表面硬度55〜58HRC，大小凸轮表面的有效硬化层深度4〜6mm。从技术要求看，凸轮部位要求具有均匀的硬度和较高的耐磨性，高的接触疲劳强度，硬化层深度控制要求严格。该零件的制造工艺是锻造、调质、令加工成形凸轮部位感应加热表面淬火、回火磨削。
为了解决凸轮表面硬度均匀一致，硬化层深度的均匀性，防止开裂等技术质量问题，进行了凸轮表面淬火的试验工作。
1、感应器设计
传动凸轮表面淬火的关键是要实现渐开线凸轮工作面仿形分布的硬化层，而且要求硬度均匀，因此感应器必须设计成仿形感应器。各部位的间隙根据凸轮的形状加以调整，力求使硬度和硬化层深度均匀一致。
2、工艺试验
42CMo钢属铬钼钢，有铬存在时，就优先形成(CMokCe，该碳化物较为稳定。铬钢中加入钼后，在淬火加热时，一部分溶入奥氏体中可提高淬透性，增加回火稳定性，消除第二类回火脆性；另一部分钼的碳化物不溶入奥氏体中，可减少高温加热时晶粒长大倾向，提高强度而不显著降低塑性。铬钼两元素的适当配合，可得到良好的常温与高温综合力学性能。零件在淬火过程中最易产生的缺陷是畸变与开裂，以及硬度、硬化层不均匀，达不到技术要求。
2.1感应加热油冷工艺
本零件材料是42CMo钢，淬火易开裂，为此很多热处理厂家都选用感应加热油冷工艺。油冷工艺有如下缺点：①零件单件质量有60kg，从加热结束到取下油冷，需用吊车吊装放入油槽中冷却，整个过程需60so由于凸轮不同位置的冷却速度不同，因此入油前表面各处的降温幅度不同，吸热也不同，造成凸轮表面硬度不均匀，硬化层不均匀，不能达到技术要求，且易造成事故。②由于感应加热后油冷，取下时间近60s，温度下降吸热速度快，故加热温度需高些，因此组织粗大，冷却后马氏体晶粒粗大，未达到技术要求。经过多次工艺试验证明，感应加热后采取油冷是不可取的。2.2感应加热喷冷工艺
因为零件材料淬透性好，用冷水喷淋容易开裂，危险性大，因此适当选择冷却设备及合理确定工艺参数很重要。
为了解决凸轮感应淬火质量技术问题，满足生产上的需要，郑州国韵电子技术有限公司开发了IGBT晶体管高频淬火机。经过多次工艺试验，解决了凸轮淬火技术中质量不稳的难题，满足了生产上的需求。
淬火过程中应注意的事项：
①首检后第一件进行探伤，无裂纹方可继续生产；
②数控程序在正式加热前需预先演示，避免误操作；
③零件淬火冷却后，出水温度应控制在100〜120'C之间，可用表面点温计测温，淬火与回火间隔时间不要超过4h；
④硬化层深度按客户随批送指定试样切割检测；
⑤过程探伤比例应>20%。