同步双频感应淬火技术——SDF(R).pdf

一 s 万方数据 n d u c t i o n 叶m I 感应热处理 产 下 在一个感应线圈上同时产生中频 和高频电流 在工件表面感应漩涡电 流 使工件表面在极短的时间内迅速 加热 然后急速冷却 在工件表面获 取轮廓硬化层的感应淬火技术 德国e l d e c 在2 0 0 0 年第一台 同步双频S D F 感应发生器注册 专利并交付使用 2 0 0 4 年第一 台功率为1 M w 的s D F 同步双 频淬火系统交付使用 2 0 0 6 年 第一台3 M W S D F 同步双频淬 火系统完成 2 0 0 8 年模块化的 感应淬火机床 M I N D 成功 进行推广 2 0 0 9 年V L H 淬火机 床开发成功 目前 德国e l d e c 感应电源系列 高频电源H F 5 15 0 0 k W 中频电源M F 5 15 0 0 k W 同步双频电 源S D F 5 0 3 0 0 0 k W 主要 4 j 挚w w t 4 w 年 m e 臻t 0 5 l 垮w o r 掳k i n 魁R l 难g S 锯O c 压o r i n 铸造 惫磊加二c 热讯I 7 一 应用于钎焊系统和感应淬火系 统 以及感应线圈的设计 制 作和技术支持 主要应用于汽 车工业 模具制造业 飞机制 造业 以及机电制造业的发电 机和变压器等领域 S D F 轮廓淬火技术 对于类似齿轮这样具有凹凸 表面结构的工件而言 常规的 单频感应加热技术无法实现令 人满意的处理效果 由于齿轮 存在凸面和凹面 采用高频感 应加热进行齿轮表面淬火 见 图1 感应电流产生的热量迅 速传导至轮齿的中心 齿冠得 到完全硬化 但是齿根硬化不 足 此外 这种处理方法还容 易在根齿面上增加残留应力 导致断裂的发生 同样采用中 频感应加热进行齿轮的表面淬 火 见图2 热量在齿根进行 传导 由于齿根的凹面形状 热量传导的过程中以指数形式 递减 齿根得到有效的硬化 而齿冠却硬化不足 采用可调 整的中频和高频比例 同时在 万方数据 图1图2 一个感应加热器上输出中频和 高频 对齿轮的齿顶和齿根均 匀加热 可以获得均衡的轮廓 硬化层 见图3 S D F f S i m u l t a n e o u sD u a l F r e q u e n c y 是在一个感应线圈 上同时产生中频和高频电流 在工件表面感应漩涡电流 使 工件表面在极短的时间内迅速 加热 然后急速冷却 在工件 表面获取轮廓硬化层的感应淬 火技术 S D F 技术特点 采 用I G B T 晶体管 同步双频感 应加热 加热时间极短 0 2 0 3S 变形量很小 沿轮廓 硬化 热效率高 环境污染微 小 热处理工艺比较 比较渗碳淬火 轮廓淬 火 单频感应淬火 非轮廓 澎 图3 淬火 同步双频淬火s D F 精确轮廓淬火 三种淬火工 艺 渗碳淬火 轮廓淬火 的 工艺原理是渗碳炉内加热至A c 以上 液体或气体急速冷却 回火以获得所需的力学性能 适合材料为W 0 2 5 的碳钢 例如5 1 1 5 1 6 M n Cr 5 变形 量比较高 热处理能力中 灵 活性高 环境影响大 能源效 率低 淬火时间多达十几个小 时 局部淬火可行性极低 单频感应淬火 非轮廓淬 火 是在工件边缘感应单一 频率涡型电流 流体急速冷 却 回火以获得所需的力学 性能 适合材料为W 0 3 5 的碳钢 例如1040 或4140 4 2 C r M 0 4 变形量不太高 硬化不足 热处理能力高 灵 图4 n d u c t i o n 胁 I 感应热处理 活性低 环境影响小 能源效 率较高 淬火时间3 0 6 0 s 局 部淬火可行性较高 同步双频淬火 精确轮廓 淬火 是在工件边缘同时感应 双频涡型电流 流体急速冷 却 回火以获得所需的力学性 能 适合材料同单频感应淬火 工艺 变形量低 热处理能力 极高 灵活性一般 环境影响 极小 能源效率高 淬火时间 3 0 s 局部淬火可行性高 另外 感应淬火机床经过模 块化设计 可以整合集成到生 产线上 流水化作业 提高工 作效率 S D F 技术应用 美国的波音公司基于对产 品品质的要求和对环境保护的 坚持 其所用的部分齿轮如直 伞 锥 齿轮选择使用s D F 感 应淬火技术代替原渗碳淬火工 艺 实际上部分工件热处理后 类似磨齿的工序将不再需要进 行 世界著名企业德国B M w 宝马 汽车制造商 德国 大众 汽车制造商 奥迪 B O S C H 西门子等都使用了该 项技术 国内已经也有企业在 使用 经过同步双频感应加热技 术处理过的工件 切片 见图 4 可以看到硬化层特别均匀 适合模数6 以下的齿轮 蜗杆 准双曲面齿轮轴 汽车的转向 装置 汽车C V 接头和驱动轴 以及直径大小不一的孔的端面 等很多形状复杂轮廓的零部 件 M W 争霉加r 嫠镰鬻簏Z 添愁1 5 万方数据 同步双频感应淬火技术 SDF R 同步双频感应淬火技术 SDF R 作者 张珀 作者单位 德国e