一个顶尖引发的事件，齿轮轴感应加热淬火

bbsbbssb

先上图，最近刚开始学PROE，随便画的，真不容易上手
题外话，中间的T型为零件，小齿轮轴，直径20，长度为80，上下分别为顶尖，两边的为三匝环绕淬火线圈，整体一次性淬火加热整个零件要求T型表面整体淬火，硬度600HV以上，淬硬层2.0以上，已经正常干了2年了，今天线上师傅突然说不知道咋回事，零件距离顶端3mm的距离就是没有火，剖开腐蚀，最顶层3-5mm外圆就是没有火，于是程序走手动，点动加热，发现就是零件最上边明显加热不够，温度上不去，很是奇怪，于是从感应线圈查起，每个紧固螺钉连接面均检查一遍，打磨接触面，上紧螺钉，但是依旧不行，然后查设备，发现一切点参数正常，也没什么异常，折腾了一下午，就是不知道啥问题。
正在大家无奈的闲聊的时候，有个工人说了句，顶尖什么时候换的啊，挺新的，以前老的用的多久了都磨得不成样子了，突然灵光一闪，上去摸了摸上下顶尖，上顶尖冰凉，下顶尖略有刚才加热的余温，是有些不对，是不是顶尖有什么问题啊，询问得知，顶尖是刚换没几天，整台设备，零件其他都没啥变化，就换了个顶尖，于是干脆把旧顶尖重新找来换上，终于，回复正常。
到最后师傅拿了个小磁铁试验了下，果然，顶尖有微弱磁性。原来要求顶尖备件使用3Cr13，可是这顶尖绝对材料有问题，带有磁性，由于本来有磁性，加热时，改变线圈磁力线方向，导致零件上端加热不足。
不过事后也有些想法，从一方面来说，一个磁性的顶尖可能造成与其接触部分加热不足，但是从另外一方面说，也可以做保护作用啊，因为我厂还一种零件，和该齿轮轴整体类似，但是在最顶端还有一个大概12的外圆，是要求滚丝的，有时如果淬火的时候线圈不合适，或者位置调整不好可能导致该处有火，滚丝的时候损毁设备，如果使用该磁性顶尖不也起了保护作用吗？

ythuajie

开辟了新思路，可以充分的想象。

会绑饼子

楼主能从这么细致的地方入手，给我们很多启示：热处理，尤其是感应热处理，从理论上很多零件都能很好的加工，但在实际工作中，会有很多问题，其实都是细节造成的。比如我们加工的一种小轴，直径6—22mm，感应器用哪种类型的，三个专业生产厂家4种方案，现在看来，除了一次性整体加热方案不可取之外，三种都可以，只不过是细节不一样，各有所长。

laoguei

由于本来有磁性，加热时，改变线圈磁力线方向，导致零件上端加热不足
有道理，往往一件小事会引发大的事故。

qibao9891

楼主让我想起了---------一个馒头引发的血案。

3Cr13马氏体不锈钢，本应有磁性。不过楼主的改变磁力线分布的判断还是很让人佩服的。

shuiyedayi

楼主这番话对我们从事热处理这个行业的从业人员有很好的启迪作用，热处理工作是一个事无巨细，任何一个环节都不能马虎的工作，任何一个环节处理不当，都会给生产厂家造成相应的损失。我们一定要秉承认真细致的原则来对待热处理工作中的每一道工序，力争不出或者少出不合格产品。
谢谢楼主！

代华庆

楼主的理论分析是否讲反了。上顶尖有磁性，工件加热；无磁性，磁力线改变线圈磁力线方向，导致零件上端加热不足。

孤鸿踏雪

像楼主这种淬火情况，还应注意工件的下顶针孔的几何尺寸（深度、形状）必须保证一致，否则，同样会使产品质量出现问题的！

bbsbbssb

像楼主这种淬火情况，还应注意工件的下顶针孔的几何尺寸（深度、形状）必须保证一致，否则，同样会使产品质 ...
孤鸿踏雪 发表于 2010-3-8 11:50

   零件下端面后续工序要钻孔的，不能有火，以前的设备自带的上下顶尖都是不锈钢的，但是由于顶尖老是磨损，所以后来干脆用45刚镶嵌硬质合金做的顶尖，不用老是修磨了。

bbsbbssb

楼主的理论分析是否讲反了。上顶尖有磁性，工件加热；无磁性，磁力线改变线圈磁力线方向，导致零件上端加热 ...
代华庆 发表于 2010-3-8 11:30

    不是上顶尖有磁性，是上顶尖是磁性材料做的，加热的时候由于线圈通电产生磁场，而顶尖是磁性的，势必会改变最上边线圈的磁力线走向，磁力线改变了，涡流就小了，加热效果不就差了吗？

bbsbbssb

像楼主这种淬火情况，还应注意工件的下顶针孔的几何尺寸（深度、形状）必须保证一致，否则，同样会使产品质 ...
孤鸿踏雪 发表于 2010-3-8 11:50

    您的意思是不是说顶尖跳动产生的淬火不均匀？

凌云谷

举一反三：
我以前设计感应器顶尖的一些思路：
1、顶尖采用奥氏体不锈钢
2、为了耐磨，采用硬质合金镶嵌
3、镶嵌好硬质合金后的顶尖，为了增加带动工件旋转的附着力，在尖部接触工件部位开浅槽。
5、为了避免影响加热工件，顶尖靠近感应器部位的直径尽量小，甚至做成阶梯形状。
6、对于工件头部不允许淬硬的状况，顶尖直接做成带屏蔽套的复合顶尖（可拆卸式屏蔽套＋顶尖座）。
7、零件的纵向定位用的顶针孔，要求做成带弧度的圆锥孔，和顶尖的接触保证是在侧面接触和定位。

孤鸿踏雪

9#、11#  bbsbbssb
     下定尖孔是轴的淬硬长度或淬硬部位的定位基准，所以，它的几何尺寸是否规矩一致，就会影响感应器对工件的相对位置，从而影响淬火长度和确切位置。如果下顶针孔的几何尺寸不能保证。

Lord_Like

看了楼主的图，我想起了达芬奇画蛋。

另外，楼主确实是个肯动脑筋的人，但是这个问题不是磁性造成的，原因是顶尖是新顶尖，你打磨平一点，就没事了。

本来不想解释，想想不厚道，就瞎扯蛋一下。

这里涉及到 磁性、 磁导率、以及磁导率随高频磁场的变化 3个问题
导磁的材料可能没有磁性，比如普通的一些碳钢
有的材料有磁性，但导磁率 不强。就像现在的一些硬质合金，一般由一些铁粉和其他的金属的粉末颗粒冶炼而成，
虽然表面略带磁性，但是由于材料内部的磁化矢量各向异性，削弱了材料整体的磁导率，而且这类材料在高频磁场作用下，
磁导率会降低。

我们知道磁感线圈的加热原理就是 外部线圈 磁感线的
高频变化引起材料内部的电子运动而形成涡流产热的，如果材料本身导磁性不好，或者不导磁，那么这里就不会形成涡流。

再者，尖锐的表面会有磁蔽效应，所以 会出现 楼主描述的问题。

excellence

看了好几遍还是没想明白，上顶尖冰凉，下顶尖略有刚才加热的余温，却是零件的最上边明显加热不够？
我看十有八九是感应器和工件的相对位置由于更换顶尖发生了变化造成的（个人意见）。

Lord_Like

版主，不会出现逆说的问题的，大家都是成年人了。

bbsbbssb

看了楼主的图，我想起了达芬奇画蛋。

另外，楼主确实是个肯动脑筋的人，但是这个问题不是磁性造成的，原 ...
Lord_Like 发表于 2010-3-8 14:37

我觉得和顶尖形状没啥大的关联，上顶尖磨损，尖头变钝，顶不到零件中心孔，势必会产生顶尖不会转动或者转动缓慢，这样零件也会转动缓慢，每次修磨专门会把顶尖磨尖的

bbsbbssb

回复 13# 孤鸿踏雪


    您说的顶尖孔是不是上下顶尖的插槽？确实最近我正为一台床子的这个问题烦恼，而且烦恼了好久，由于本身上下顶尖插槽同轴度差，装上顶尖，卡上零件，由于顶尖同轴度差，顶尖不对心，就会导致零件旋转的时候跳动较大，当然，如果是采用我上边画的那种三匝的线圈，跳动点倒是没什么，但是现在我有一种尺寸变化较大的有台阶的齿轮轴，使用这种三匝的线圈就会导致台阶处根本无法淬火，最后厂家设计了回线形线圈，但是试验中发现，由于是回线结构线圈，加热时候电流在零件上边垂直方向走动（使用三匝线圈的时候电流应该是绕着轴外圆转），所以跳动的零件会造成大面积的软带，真是不好办啊

孤鸿踏雪

18#楼  bbsbbssb
     我说的顶针孔的几何尺寸及形状，主要是指顶针孔的深度，如果用同一个中心钻打中心孔，打得深度不一致，则孔口直径也不同，而淬火机床的顶尖却是固定不变的（尺寸），这样不同工件装在同一顶尖上，岂不上下高度不一致？那么其在感应器内的起始位置不同，加热就会上下错位；其次，如果所用中心钻规格尺寸不一致，其结果就更不堪设想了。

gf665219

看了这个帖子，学习了高频感应加热原理。以后遇到类似的问题，有思路了，谢谢楼主分享。