喷水器进水管进入水腔,要使所有喷水孔同时均匀地喷出水柱,使零件各部分能均匀的得到冷却。
连续淬火时,无论采用感应器喷水还是辅助喷水圈喷水,均要保证:第一、喷水不应反溅到正在加热的表面;第二、加热表面预冷时间不要太长,一般不大于1s(零件加热终止到喷水开始这一段时间)。否则,零件表面不易淬硬。
连续淬火时,喷水孔径取2mm,圆周孔距取3.5~4mm。
⑹汇流条的设计
为了减少汇流条的感抗和电阻,应尽可能减小汇流条的间距和长度,适当选择汇流条的高度、厚度及形状。
两汇流条的间距不应该超过3mm。中频感应器的汇流条与连接板是焊成一体的。
汇流条取厚为1.8mm的紫铜板制成。
3 热处理参数确定
3.1 频率的选择
电流频率选择是否恰当,将会影响以下几方面:
⑴零件淬火生产率
⑵技术经济指标
⑶淬硬层组织的均匀性
⑷零件淬裂的倾向性
⑸零件的疲劳强度。
在制定工艺时,首先要根据硬化层深度、零件尺寸、钢种及原始组织等,来合理选择设备频率。
由于设备的频率不能任意调节,因此,电流频率的透入深度是不能根据硬化层深度的要求来随意选择的。为了保证得到所要求的硬化层深度,在设备的频率一定的条件下,就形成了透入式加热与传导式加热。
透入式加热也称作热容量加热,即当零件加热时,电流透入深度大于淬硬层深度。透入式加热时,淬硬层的热能有涡流产生,整个层温度基本上是均匀的。透入式加热的实例最多,汽车拉机零件大量生产时,绝大多数选用透入式加热。凡是淬硬层深度小于6mm的,均属于透入式加热。可用:d_热>X_淬表示。
透入式加热的特点:表面的温度超过 后,最大涡流密度移向内层,表面加热速度就开始缓慢下来;加热迅速,热损失小,热效率高;热量分布较陡,淬火后的过渡层较窄,使表面压应力提高。在这里选择透入式加热。
传导式加热也称作表层加热,即当零件加热时,电流热透入深度小与淬硬层。可用:d_热<X_淬表示。
传导式加热时,热能只产生在d_热这一层,超过d_热后的金属,其温度的提高完全依靠热传导。为了使X_淬深度这一层达到淬火温度,加热速度不能大,否则表面会产生过热。
传导式加热的特点:由于传导式加热是靠表面的过热度通过热传导方式向内部传递热量,加热层厚度靠时间的延长而增加,故容易过热;传导式加热温度曲线较透入式加热平缓,其热效率较低,约为20%~50%。;由于其温度曲线较平缓,过渡区较宽,表面残余压应力较小。
透入式加热、传导式加热两种加热方式在零件表面层的温度分布也是不同的,如图3.1所示。
图3.1两种感应加热方式的温度分布曲线
(a)透入式加热;(b)传导式加热;δ:淬火加热层;δ_n:加热过渡层
图中t为淬火温度, t为表面过热度,δ为淬火加热层(全奥氏体层),δ_n为加热过渡层,z代表从表面到心部的距离。从图中可知透入式加热,温度的分布梯度较大,因此加热过渡层远小于淬火加热层,一般δ_n=(0.25~0.3)δ。
传导式加热一般是使用电流频率较高的设备进行深层加热时出现,此时,电流热投入深度〖 〗_热小宇淬火加热层δ,当失去磁性的高温层已经超过热态电流透入深度,但仍小于δ时,由于表面效应或邻近效应的作用,涡流不再想里面渗入。对淬火加热层的继续加热,基本上是依靠厚度为〖 〗_热的表面层的热量向里面传导,使加热层厚度不断增加,直到使淬火加热层δ全部达到淬火温度。传导式加热温度梯度小,温度分布曲线平缓,因此,加热过渡层δ_n与透入式加热相比明显增厚,而且过热度 t也比较大,这对零件淬火后的机械性能和淬火性能都是不利的。所以确定为透入式加热。
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