西马克艾洛特姆电感应曲轴淬火机床能量监测技术领先的奥秘之处

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欢迎访问e展厅 展厅 3 热处理设备展厅 退火炉, 渗碳炉, 盐浴炉, 真空炉, 淬火炉, ... 感应淬火具有高效能量渗透、淬火可限定区域、生产可重复性、质量可控制、可与生产线一体化、高产能、环保的优点，是一种能量可持续并高效及由此而带来曲轴淬火的经济性的技术。 西马克艾洛特姆电感应加热技术 西马克艾洛特姆业务服务涉及基础和详细设计、生产和组装、项目管理、调试、培训和客户支持、改造和更新、备件、检查和保养、融资等，产品系列涉及轴类零件淬火机床、环类零件淬火机床、变频电源技术、感应搅拌系统、激光系统、管焊系统、焊缝退火系统、管材弯曲系统、带材加热系统、圆坯加热系统、方坯加热系统和调质系统等。 曲轴是内燃机的中心部件，在各种机械传动场合有大量的应用，由此产生不同规格的曲轴。曲轴的任务在于通过连杆将活塞力转换成扭矩，再通过离合器传递至变速箱，工作中存在静止或交变应力，这些力更多情况下为复合的。如通过旋转质量在主轴颈、法兰颈及连杆颈处产生扭矩力，通过震荡质量在活塞及连杆处产生扭矩力（滑移运动），由燃烧产生的气动力。所以，曲轴轴颈表面需要进行强化处理，我们给出的方案就是表层感应淬火。 表面淬火工艺 轴颈位表层淬火，感应淬火本质上达到两目的：通过轴颈表面淬火改善抗磨损性，特别是在主轴颈及连杆颈圆角处通过淬火产生所希望的压应力，可改善疲劳强度。曲轴需要淬火的部位有：主轴颈位、连杆轴颈位、油封轴颈位、法兰颈位、圆角和曲轴后端等。 电感应加热一般顺序是：电感应加热→喷淋→回火。加热是以高于奥氏体化温度加热轴颈，通过电感应在工件表面产生热量，形成500～2000W/cm2的高能量密度，在数秒内升至约950℃，淬硬层深度通常由频率确定。快速可控喷淋步骤，冷却越快，马氏体形成越多，一般用特殊淬火液冷却，结果是硬度达到了，但曲轴轴颈面变脆了。接下来的步骤就是降低脆性及机械压力的回火，回火温度200～300℃，这样能达到硬度下降，内应力减少，弯曲疲劳强度增强。回火的方式有感应回火、余温回火及炉子回火。炉子回火可以优化结果，硬度降低2～10HRC，缺点是成本高；余温回火的能量成本低，但是硬度降低不规则，一般为2～4HRC；感应回火不产生额外成本，硬度降低2～10HRC（可调），缺点是节拍延长。 滚道及圆角淬火 曲轴使用场合不一，根据不同要求淬硬层分布各异，就需要通过感应器来实现，规格为带冷却功能的加热芯体及一体化喷淋装置的半圆形感应器，钨钢头用于保持加热芯体与轴颈位置规定距离，该设计可以使内部磁场集中以达到能量渗透。 用于滚道淬火的优点是可以主要降低磨损，简单的感应器形状可避免曲轴明显变形。用于圆角及滚道淬火的优点是加固措施可防交变弯曲及弯曲应力，易于磁场集中的径向布置。 艾洛特姆的应用案例中，比较典型的是错拐曲轴的淬火。包含两个连杆颈 30°夹角布置的曲轴我们称之为错拐曲轴，这使得包含90°空间夹角的V6曲轴有同样的点火间隔。此曲轴的感应淬火面临复杂多变的几何形状且不能过热。解决方案是采用两个相互独立的感应器及能量控制。另外一个案例是后截面圆角淬火，曲轴通常主要标示藉以提高强度的后截面圆角，解决方案是位于后标线以下的自动可调加热芯体，另外尚可达到磁场集中分布。 功率控制及小变形淬火 由热量导致材料金相结构变化而造成体积膨胀，故电感应加热中容易导致曲轴变形。主要影响曲轴变形的因素为质量分布、内应力、主轴颈及连杆颈的方向/重叠、平衡块质量、淬火区形成等。艾洛特姆的解决方案是无应力加热、变形模拟、优化淬火顺序、能量脉冲、角度控制的能量渗透、特殊固定夹具。 工件实际能量监测 工件实际能量测量作为艾洛特姆的专利，是测量实际进入工件的电感应能量，原理是考虑整个谐振回路的损失，以此来监控加热过程。监控时在曲轴淬火机床上工件的合格区有一个能量限定的监测窗口，如果实际能量值在窗口内活动，质量就是合格的。如果跳出上偏差或者下偏差，就会报警，设备就会停止。其优点：由于不用剖开曲轴做晶相分析，所以是无损的质量检测；极少产生废品，单件成本微小；使可用于生产时间增加，生产效率提高；可跟踪各变频器单元效用；如果出现磨损就会有预警；可以确定运行故障的位置。通常我们说的标准测量只是变频器的出口能量值，与艾洛特姆的能量测量有很大的差异，比如感应器有微小损伤是，标准测量很难检测出，而艾洛特姆的实时能量测量就能检测出有大的偏差；又如工件表面出现了裂纹，标准测量的能量出口值是没有变化的，而整个谐振回路的损失有大的变化，会下降的15kW，直接能判断出工件出现裂纹。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/20/2014)