Processus de traitement thermique par induction de l'arbre du moyeu, partie 2 : développement du processus de traitement thermique par induction de l'arbre du moyeu
1. Mode de chauffage par induction
Basé sur une analyse régionale : arbre de roue de trempe arbre d'essieu de roue pour des étapes de section variables, en même temps demander le durcissement par induction arrondi et la gamme de couche de durcissement continu de 110 ~ 120 mm, donc le développement technologique du choix du mode de chauffage par induction trempe de chauffage trempe de chauffage dans un court laps de temps en même temps, la méthode de chauffage consiste à tremper la pièce à usiner pour tremper la zone de durcissement et en même temps mettre le chauffage du capteur, après avoir atteint la température de chauffage et le refroidissement ; En raison de la position relative constante des inducteurs dans la région de durcissement de la pièce, la couche de durcissement est plus uniforme, l'opération est simple et l'efficacité de production est élevée. Cependant, la puissance requise doit être suffisamment importante pour répondre à la demande d'extinction.
2. Conception et fabrication de capteurs
Selon les exigences de la zone de durcissement de l'arbre de roue et du mode de chauffage, le capteur, dans l'ensemble, est un capteur rectangulaire de type demi-cercle, en raison du diamètre différent de l'axial et accorde une attention à deux ou plusieurs choses arrondies chauffage, donc l'axial efficace le cercle de chauffage doit être autant que possible faire copier la structure, cercle de chauffage effectif circonférentiel pour faire pivoter l'angle (généralement pour 45 °), afin de rencontrer le plan de section variable et le chauffage de l'arrondi en même temps dans le cercle du conducteur effectif monter le magnétiseur de forme "Π", fait le plus grand groupe actuel dans la surface du conducteur, afin d'améliorer l'efficacité de chauffage. Il y a deux coins arrondis avec le développement technologique de l'arbre de roue R1, R2, en même temps, température de chauffage et de trempe, ce qui nécessite les coins arrondis R1, R2, chauffant la longueur effective d'un cercle et une allocation raisonnable du magnétiseur de forme "Π". , assurer la cohérence de la température de trempe, ce qui nécessite plusieurs tests de processus pour déterminer la proportion d'allocation finale.
La conception du diamètre intérieur effectif de l'anneau peut être appelée D = D + 2A (où D est le diamètre de la pièce et A est le jeu entre la pièce et un anneau effectif de l'inducteur). Dans la conception de l'inducteur, afin d'éviter que la température supérieure de la cannelure de l'arbre du moyeu ne soit trop élevée, la distance entre la pièce et le diamètre intérieur effectif de l'anneau de l'inducteur est fixée à une valeur minimale de 6 mm. La hauteur de l'anneau effectif est conçue selon H = (1.05-1.2) L (L est la longueur de la zone durcie). Dans la conception de cet inducteur, L doit être la valeur minimale requise pour la zone de trempe, et le coefficient doit être de 1.1 ; Cercle efficace dans le processus de conception réelle de la hauteur du capteur H par rapport à la zone de trempe longue, c'est parce que lorsque la zone de durcissement de la pièce de durcissement par induction l'effet de bord, conduit au processus réel de durcissement de la pièce de durcissement peu profond et profond, le milieu du durcissement couche aux deux extrémités de sorte que dans la conception du capteur, la hauteur de l'anneau du capteur est plus longue que la zone de trempe efficace, pour garantir que la zone de durcissement et la profondeur de la couche de durcissement de la trempe répondent aux exigences techniques; 4 boîtes de pulvérisation d'eau sont utilisées pour fixer le dispositif de refroidissement sur l'inducteur, qui sont uniformément réparti autour du moyeu et de l'axe. L'inducteur et le mode de chauffage sont illustrés à la figure 3.
FIGUE. 3 Structure du capteur et mode de chauffage
3. Détermination des paramètres de processus du traitement thermique par induction
Une fois la conception de l'inducteur terminée, le processus le plus important est le débogage du processus de durcissement par induction, et dans le processus de débogage, la fréquence, la puissance et d'autres paramètres de chauffage liés à la puissance sont très importants. L'équipement utilisé dans ce processus de développement est une alimentation à conversion de fréquence à transistor IGBT. La machine de trempe à double station Zvrc-2 est adoptée, avec une puissance de sortie maximale de 350kW, et la fréquence de travail est de 4 ~ 20kHz et 20 ~ 80kHz.
(1) Sélection de fréquence
Le choix de la fréquence ne consiste pas à choisir une valeur de fréquence correcte, mais à choisir l'ordre de grandeur de fréquence le plus approprié, c'est-à-dire une plage de fréquences raisonnable. Un segment de fréquence raisonnable présente des avantages évidents en termes d'utilisation de l'énergie, de qualité de la pièce, etc. Une sélection de fréquence raisonnable peut réaliser un chauffage de type pénétration, sinon, il s'agit d'un chauffage par conduction. Le chauffage de type pénétration est meilleur que le chauffage par conduction dans le processus de chauffage par induction. Selon l'analyse théorique, la plage de sélection de fréquence est 15625/x2 < F < 250,000 2 /x60,000, en général, la valeur de fréquence optimale est F = 2 12 /xXNUMX, (x est la profondeur de la couche de durcissement, mm) ; Après calcul, la fréquence de test du procédé F est fixée à XNUMXkHz.
(2) Sélection de la puissance et de l'alimentation spécifiques
Lorsqu'une alimentation moyenne fréquence est utilisée, la puissance spécifique P0 = 0.5 ~ 2kW/cm2 ; En général, plus la fréquence du courant est basse, plus la taille de la pièce (diamètre) est petite, la profondeur requise de la couche de durcissement est moins profonde, plus la puissance de la sélection est grande; Au contraire, plus la puissance choisie est petite.
Selon la zone de chauffe des pièces, la puissance spécifique recommandée est calculée et l'alimentation est sélectionnée. L'alimentation peut être calculée par la formule suivante :
P = AP0 / eta eta 1 2
Ici P - puissance d'alimentation (kW);
A — Surface de la pièce chauffée simultanément (cm2) ;
P0 — puissance spécifique (kW/cm2) ;
1 — Efficacité du transformateur d'extinction, généralement 80 % ;
Eat a better pie 2 – Efficacité du capteur, généralement de 80 %.
La puissance calculée de l'alimentation sélectionnée est d'environ 160kW.
(3) Sélection du moyen de refroidissement de trempe et du temps de refroidissement
La méthode de refroidissement est le refroidissement par jet qui est le plus courant dans la trempe par chauffage par induction. Le milieu de refroidissement de trempe à base d'eau PAG a été sélectionné et sa concentration était de 3 % ~ 5 %. Comme une trempe en une seule fois est adoptée, la pression d'injection de refroidissement est relativement élevée à 0.25 MPa. Le temps de refroidissement est calculé selon TC = (1 ~ 2) tH, et le TC peut être finalement déterminé après essai ou correction. Le choix du temps de refroidissement dépend principalement de la dureté superficielle des pièces, de la profondeur de la couche durcie et de la structure métallographique de la couche durcie.
L'arbre du moyeu après chauffage par induction et traitement thermique est illustré à la figure 4.
FIGUE. 4 Arbre de moyeu après chauffage par induction et traitement thermique