钢桶卷封滚轮高频淬火工艺的改进

文/陆纪龙

滚轮的尺寸和形状如图1、图2所示，材料T10钢。热处理技术要求是：凹槽R内感应淬火，表面硬度HRC58~62。起初我厂按常规工艺高频感应淬火，其R槽内淬火硬度仅为HRC55~56，达不到技术要求。

针对此问题，我们对感应器进行了相应的改进，淬火工艺进行了适当的调整，满足了淬火质量要求。

1、大滚轮（Φ160×25mm）

大滚轮采用双匝感应器，有效圈尺寸为Φ166×28mm。在感应淬火时无论如何调节加热功率，其加热面和R槽内总存在着明显的温度差，R槽内的感应加热温度总低于所要求的淬火加热温度，所以淬火后R槽内硬度不足。

（1）原因分析：由于感应加热的集肤效应，感应电流主要集中于加热面表层内，而R槽内感应电流相对较小，并且滚轮与感应器有效圈间隙越小，这种效应越明显，所以引起R槽内加热温度不足，淬火后硬度偏低。

（2）措施：将感应器有效圈尺寸设计成Φ170×28mm，感应器有效圈与工件间隙增大到5mm，相应地降低加热速度，延长了加热时间，从而增加了透热层深度，提高了R槽内温度。加热电参数：阳压11.0KV，阳流7.0A，栅流1.0A。采用间断加热法，即加热（18s）→空冷（3s）→加热（10s）→空冷（3s）→加热（7s）。采用这种加热方式，既避免了过热，借助空冷时的热量向心部传递，又进一步增加了透热层深度，提高了R槽内的淬火加热温度，加热结束后预冷2s浸水冷却。淬火后经检验R槽内淬水硬度HRC60~62。

2、小滚轮（Φ80mm×20mm）

小滚轮采用单匝感应器，有效圈尺寸为：Φ85mm×16mm，其感应淬火情况和大滚轮类似。

措施：将有效圈尺寸加大到Φ94mm×16mm，单边间隙7mm，相对于大滚轮而言，小滚轮加热面积小，负载轻，加热速度更快，因而感应器与工件间隙要更大些，从而获得理想的加热速度。加热电参数是：阳压9KV，阳流6.8A，栅流0.90A。加热方式是：加热（20s）→空冷（5s）→加热（10s）→预冷（2s），然后浸水冷却。淬火后R槽内硬度HRC60~62。
大、小滚轮感应淬火后均进行160~180℃油浴回火1小时。

3、结语

（1）滚轮感应淬火硬度不足是由于加热温度快，加热时R槽内温度偏低所致。

（2）通过增加工件与感应器间隙，采用间断加热法，可提高R槽内淬火加热温度，保证R槽内淬火硬度。