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我國汽車工業(yè)應(yīng)用感應(yīng)熱處理技術(shù)比較
2018-06-18 00:00:00 來源：我國汽車工業(yè)應(yīng)用感應(yīng)熱處理技術(shù)比較 點(diǎn)擊：1638 喜歡：0
我國汽車工業(yè)應(yīng)用感應(yīng)熱處理技術(shù)比較1、淬火工藝
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，我國采用感應(yīng)淬火的零件的種類和品種不斷增加。目前我國汽車零件感應(yīng)淬火用材料包括:45#、40Cr、55MnVS、40MnB、42CrMo、35#、ZG45、球鐵、合金鑄鐵等。感應(yīng)加熱淬火介質(zhì)包括:水、聚乙烯醇、聚迷水溶性淬火介質(zhì)、UCON、豪富頓251等。所采用的加熱方式及應(yīng)用主要包括:橫向磁場靜止一次加熱淬火(銷軸類零件、凸輪軸);橫向磁場連續(xù)加熱淬火(減振器桿、變速叉軸、扭桿等);橫向磁場多段連續(xù)加熱淬火(起動機(jī)軸、空壓機(jī)軸等);縱向磁場整體一次加熱淬火(半軸等);仿形感應(yīng)器零件旋轉(zhuǎn)加熱淬火(球頭銷);感應(yīng)接觸加熱淬火(轉(zhuǎn)向齒條);內(nèi)孔的一次及連續(xù)加熱淬火(輸出法蘭、鐘型殼內(nèi)腔);階梯軸類零件的旋轉(zhuǎn)加熱淬火(小紅旗后輪轂軸、轉(zhuǎn)向節(jié));平面類零件的一次及連續(xù)加熱淬火(鋼板彈簧橫向限位板);薄壁類復(fù)雜零件一次及連續(xù)加熱淬火(前輪轂、滑動軸叉);復(fù)雜形狀零件的一次加熱淬火(鐘型殼變截面軸);槽口一次淬火(變速叉);復(fù)雜回線工件旋轉(zhuǎn)一次加熱淬火(曲軸)等。
2、電源
電源是感應(yīng)加熱的關(guān)鍵設(shè)備之一，隨著感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī)組和真空管式高頻電源、晶閘管中頻電源及全晶體管電源三個發(fā)展階段。在20世紀(jì)80年代后期，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，晶閘管中頻電源已完全取代了中頻發(fā)電機(jī)組，我國自90年代中期也已逐步取代。
同機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī)組相比，晶閘管(SCR)中頻電源具有以下優(yōu)點(diǎn):體積小、重量輕、材料消耗少;電效率高，逆變停止時(shí)幾乎不消耗電能，逆變效率可達(dá)90%以上;無機(jī)械運(yùn)動、噪音小、運(yùn)行可靠、負(fù)載匹配容易，可以根據(jù)負(fù)載情況確定電源的頻率;啟動停止方便，頻率能自動跟蹤以保持最佳運(yùn)行狀態(tài);產(chǎn)品設(shè)計(jì)簡單、制造周期短;安裝容易，不需要特殊的基礎(chǔ);維修方便等。
我國的晶閘管中頻電源的共同特點(diǎn)是全集成化控制線路數(shù)字化程度高于90%、啟動成功率幾乎達(dá)到100%、除具有常規(guī)的水壓不足、快熔熔斷、過流、過壓等保護(hù)功能外，還具有限流、限壓等保護(hù)功能、功能較齊全的晶閘管電源還配置逆變失敗、水溫監(jiān)視等可選功能，其頻率最高可以作到8kHz，額定功率可以作到1000kW左右，如果在裝配工藝上再進(jìn)一步改進(jìn)的話，可以接近世界先進(jìn)水平。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，跟蹤80年代國際感應(yīng)加熱技術(shù)水平，我國于90年代中期開發(fā)出第一臺電效率較高的50kW/50kHz IGBT電流型超音頻感應(yīng)加熱電源。目前可做到頻率0.4～50kHz、最大功率可達(dá)到800 kW，頻率達(dá)到100kHz時(shí)功率達(dá)到100 kW。
IGBT應(yīng)用同期，我國還成功研制出20 kW/300kHz MOSFET高頻電源，縮小了同國際先進(jìn)水平的差距，隨著大功率MOSFET器件的問世，大功率的晶體管高頻電源有望年內(nèi)在感應(yīng)淬火中應(yīng)用。
3、其他器件及冷卻系統(tǒng)
在氣動式和接觸器式功率切換器、電熱電容器、淬火變壓器、動作順序控制及顯示、變壓器三維移動快換接頭等方面，我國也取得了很多技術(shù)進(jìn)步，使淬火技術(shù)和工藝水平不斷提高。
對于冷卻和淬火水循環(huán)裝置，在消化理解國際感應(yīng)加熱成套設(shè)備用水冷系統(tǒng)最新技術(shù)基礎(chǔ)上，我國自行研制成功適合我國國情的新型、高效、價(jià)廉的軟水冷卻機(jī)和水-水冷卻機(jī)，換熱效率高，大大提高了加熱設(shè)備的可靠性，延長了設(shè)備的使用壽命。
4、淬火機(jī)床
為了適應(yīng)多品種的批量生產(chǎn)，在汽車生產(chǎn)應(yīng)用中，我國引進(jìn)的感應(yīng)淬火機(jī)床種類由傳統(tǒng)的專用設(shè)備逐步向柔性化程度較高的通用設(shè)備和專用淬火自動生產(chǎn)線發(fā)展。
通用淬火機(jī)床方面，一汽技術(shù)中心開發(fā)的臥式數(shù)控淬火機(jī)床,主驅(qū)動采用交流伺服電機(jī)拖動，移動速度穩(wěn)定均勻、定位準(zhǔn)確、重復(fù)精度高;零件旋轉(zhuǎn)采用變頻調(diào)速，能適應(yīng)多方面工藝要求;采用能量和數(shù)控技術(shù)對不同性能要求的不同零件感應(yīng)加熱淬火，甚至在同一零件上實(shí)現(xiàn)多段變功變速，編程容易可操作性強(qiáng)。
專用淬火機(jī)床方面，二汽和天舒機(jī)電科技有限公司經(jīng)過多年努力，攻克一個個難關(guān)，采用功率脈沖分配技術(shù)、尾座自由頂尖技術(shù)、薄型淬火變壓器技術(shù)、獨(dú)立懸掛技術(shù)、懸掛平衡技術(shù)等分別研制成功曲軸全自動淬火機(jī)床，與電源、水冷系統(tǒng)組成成套淬火設(shè)備可對車用內(nèi)燃機(jī)曲軸進(jìn)行各軸徑的圓角+軸徑淬火、軸徑淬火自回火，采用計(jì)算機(jī)控制，通過顯示屏對設(shè)備的加熱、淬火工藝參數(shù)諸如電壓、電流、頻率、時(shí)間、壓力、流量溫度等進(jìn)行監(jiān)控和顯示，目前國內(nèi)多家采用。
這些機(jī)床在傳動系統(tǒng)方面主要采用機(jī)械傳動，代表現(xiàn)代機(jī)械傳動技術(shù)的滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌等先進(jìn)技術(shù)被廣泛采用;主驅(qū)動采用伺服數(shù)控、變頻調(diào)速，移動速度穩(wěn)定均勻;拖架定位準(zhǔn)確，重復(fù)精度高;工件旋轉(zhuǎn)采用變頻調(diào)速取代固定轉(zhuǎn)速，能適應(yīng)多方面工藝要求;上下料系統(tǒng)采用較先進(jìn)的步進(jìn)鏈傳動、托盤送進(jìn)料、人工送取料。另外，在一條生產(chǎn)線中，大功率電源用于淬火，然后用較低功率回火，兩個工序在一條生產(chǎn)線上自動完成，減少了重復(fù)上下工件的工序，降低了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。
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