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ハブ軸誘導加熱熱処理工程その2:ハブ軸誘導熱処理工程開発

ハブ軸高周波熱処理工程その2:ハブ軸高周波熱処理工程開発

1.誘導加熱モード

地域分析に基づく: 可変断面ステップのホイール シャフト焼入れホイール アクスル シャフト、同時に丸みを帯びた高周波焼入れと 110 ~ 120 mm の範囲の連続焼入れ層を要求するため、高周波加熱モード選択加熱焼入れの技術開発同時に短時間で焼入れを加熱する、加熱方法は、加熱温度に達して冷却した後、硬化領域を焼入れすると同時にセンサー加熱に入れる必要があるワークピースを焼入れすることです。 ワークピース硬化領域内のインダクタの相対位置が一定であるため、硬化層がより均一になり、操作が簡単になり、生産効率が高くなります。 ただし、電力要件は、クエンチングの要求を満たすのに十分な大きさでなければなりません。

2. センサーの設計・製作

ホイールシャフトの硬化領域と加熱モードの要件に応じて、センサーは全体として、軸方向の直径が異なるため、半円型の長方形センサーであり、45つ以上の丸みを帯びた加熱に注意を払うため、有効な軸方向加熱円は、可能な限りコピー構造を作成し、円周有効加熱円を回転させる角度 (通常は 1 °) である必要があります。これにより、有効導体の円で同時に丸みを帯びた断面平面と加熱を満たすことができます。 「Π」形磁化器を搭載し、導体表面に電流最大クラスターを作り、加熱効率を向上させました。 ホイールシャフトR2、R1の技術開発に伴い2つの丸みを帯びた角があり、同時に、丸みを帯びた角RXNUMX、RXNUMXを必要とする加熱および焼入れ温度、円の有効長を加熱し、「Π」形状の磁化器の合理的な割り当て、焼入れ温度の一貫性を確保します。これには、最終的な割り当て比率を決定するために複数のプロセス テストが必要です。

有効リング内径の設計は、D = D + 2A (D は部品の直径、A は部品とインダクタの有効リングの間のクリアランス) として参照できます。 インダクタの設計では、ハブシャフトスプラインのトップ温度が高くなりすぎないように、ワークとインダクタの有効リング内径の距離を最小6mmに設定しています。 有効リングの高さは、H = (1.05-1.2) L (L は硬化領域の長さ) に従って設計されます。 1.1 とする。 実際の設計センサーの高さ H のプロセスでの有効円は、焼入れ領域よりも長く、これは、高周波焼入れワークの焼入れ領域がエッジ効果であるためです。硬化領域と焼入れ硬化層の深さが技術的要件を満たすことを保証するために、センサー設計ではセンサーリングの高さが効果的に焼入れ領域よりも長くなります。ハブと軸の周りに均等に分散されます。 インダクタと加熱モードを図 4 に示します。

センサー構造と加熱モード

図。 3 センサーの構造と加熱モード

3. 高周波熱処理のプロセスパラメータの決定

インダクタの設計が完了した後、最も重要なプロセスは高周波焼入れプロセスのデバッグであり、デバッグプロセスでは、周波数、電力、およびその他の電力関連の加熱パラメーターが非常に重要です。 今回のプロセス開発で使用した装置はIGBTトランジスタ周波数変換電源です。 Zvrc-2 ダブル ステーション焼入れ機を採用し、最大出力は 350kW、動作周波数は 4 ~ 20kHz および 20 ~ 80kHz です。

(1) 周波数選択

周波数の選択は、正しい周波数値を選択することではなく、最も適切な周波数の大きさのオーダー、つまり妥当な周波数範囲を選択することです。 合理的な周波数セグメントには、エネルギー利用、ワークピースの品質などに明らかな利点があります。合理的な周波数の選択により、浸透型加熱を実現できます。そうでない場合は、伝導加熱です。 誘導加熱では、浸透加熱の方が伝導加熱よりも優れています。 理論的な分析によると、振動数の選択範囲は 15625/x2 < F < 250,000 /x2 であり、一般に、最適な振動数値は F = 60,000 /x2 (x は硬化層の深さ、mm) です。 計算後、プロセス テスト周波数 F は 12kHz に設定されます。

(2) 特定の電源と電源の選択

中周波電源を使用する場合、比電力 P0 = 0.5 ~ 2kW/cm2; 一般に、電流周波数が低いほど、ワークピースのサイズ(直径)が小さくなり、必要な硬化層の深さが浅くなり、選択の力が大きくなります。 それどころか、より小さな電力が選択されます。

部品の加熱面積に応じて、推奨される比電力が計算され、電源が選択されます。 電源は次の式で計算できます。

P = AP0 / イータ イータ 1 2

ここで P — 電源電力 (kW);

A — 同時に加熱されるワークピースの表面積 (cm2);

P0 — 比出力 (kW/cm2);

1 — クエンチング変圧器の効率、通常は 80%。

より良いパイを食べる 2 – センサー効率、通常 80%。

選択した電源の計算された電力は約 160kW です。

(3) 焼入れ冷媒の選定と冷却時間

冷却方法は、誘導加熱焼入れで最も一般的なジェット冷却です。PAG水系焼入れ冷却媒体を選択し、その濃度は3%~5%でした。 一発焼入れを採用しているため、冷却射出圧力は0.25mpaと比較的大きくなっています。 冷却時間は TC = (1 ~ 2) tH に従って計算され、TC は試行または修正後に最終的に決定できます。 冷却時間が適切かどうかは、主に部品の表面硬度、硬化層の深さ、硬化層の金属組織に依存します。

誘導加熱および熱処理後のハブ シャフトを図 4 に示します。

誘導加熱処理後のハブシャフト

図。 4 誘導加熱・熱処理後のハブシャフト

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