我國汽車工業(yè)應用感應熱處理技術比較

2018-06-18 00:00:00    來源：我國汽車工業(yè)應用感應熱處理技術比較    點擊：1647    喜歡：0

我國汽車工業(yè)應用感應熱處理技術比較

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淬火用材料包括:45#、40Cr、55MnVS、40MnB、42CrMo、35#、ZG45、球鐵、合金鑄鐵等。感應加熱淬火介質包括:水、聚乙烯醇、聚迷水溶性淬火介質、UCON、豪富頓251等。所采用的加熱方式及應用主要包括: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(起動機軸、空壓機軸等);縱向磁場整體一次加熱淬火(半軸等);仿形感應器零件旋轉加熱淬火(球頭銷);感應接觸加熱淬火(轉向齒條);內孔的一次及連續(xù)加熱淬火(輸出法蘭、鐘型殼內腔);階梯軸類零件的旋轉加熱淬火(小紅旗后輪轂軸、轉向節(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);薄壁類復雜零件一次及連續(xù)加熱淬火(前輪轂、滑動軸叉);復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);復雜回線工件旋轉一次加熱淬火(曲軸)等。

2、電源 
  電源是感應加熱的關鍵設備之一，隨著感應加熱技術的發(fā)展，經歷了機械式中頻發(fā)電機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80年代后期，在工業(yè)發(fā)達國家，晶閘管中頻電源已完全取代了中頻發(fā)電機組，我國自90年代中期也已逐步取代。

  同機械式中頻發(fā)電機組相比，晶閘管(SCR)中頻電源具有以下優(yōu)點:體積小、重量輕、材料消耗少;電效率高，逆變停止時幾乎不消耗電能，逆變效率可達90%以上;無機械運動、噪音小、運行可靠、負載匹配容易，可以根據負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行狀態(tài);產品設計簡單、制造周期短;安裝容易，不需要特殊的基礎;維修方便等。

  我國的晶閘管中頻電源的共同特點是全集成化控制線路數字化程度高于90%、啟動成功率幾乎達到100%、除具有常規(guī)的水壓不足、快熔熔斷、過流、過壓等保護功能外，還具有限流、限壓等保護功能、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一步改進的話，可以接近世界先進水平。

  隨著技術的進步，跟蹤80年代國際感應加熱技術水平，我國于90年代中期開發(fā)出第一臺電效率較高的50kW/50kHz IGBT電流型超音頻感應加熱電源。目前可做到頻率0.4～50kHz、最大功率可達到800 kW，頻率達到100kHz時功率達到100 kW。

  IGBT應用同期，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在感應淬火中應用。

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進步，使淬火技術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加熱成套設備用水冷系統(tǒng)最新技術基礎上，我國自行研制成功適合我國國情的新型、高效、價廉的軟水冷卻機和水-水冷卻機，換熱效率高，大大提高了加熱設備的可靠性，延長了設備的使用壽命。 
 
4、淬火機床

  為了適應多品種的批量生產，在汽車生產應用中，我國引進的感應淬火機床種類由傳統(tǒng)的專用設備逐步向柔性化程度較高的通用設備和專用淬火自動生產線發(fā)展。

  通用淬火機床方面，一汽技術中心開發(fā)的臥式數控淬火機床,主驅動采用交流伺服電機拖動，移動速度穩(wěn)定均勻、定位準確、重復精度高;零件旋轉采用變頻調速，能適應多方面工藝要求;采用能量和數控技術對不同性能要求的不同零件感應加熱淬火，甚至在同一零件上實現多段變功變速，編程容易可操作性強。

  專用淬火機床方面，二汽和天舒機電科技有限公司經過多年努力，攻克一個個難關，采用功率脈沖分配技術、尾座自由頂尖技術、薄型淬火變壓器技術、獨立懸掛技術、懸掛平衡技術等分別研制成功曲軸全自動淬火機床，與電源、水冷系統(tǒng)組成成套淬火設備可對車用內燃機曲軸進行各軸徑的圓角+軸徑淬火、軸徑淬火自回火，采用計算機控制，通過顯示屏對設備的加熱、淬火工藝參數諸如電壓、電流、頻率、時間、壓力、流量溫度等進行監(jiān)控和顯示，目前國內多家采用。

  這些機床在傳動系統(tǒng)方面主要采用機械傳動，代表現代機械傳動技術的滾珠絲杠和直線導軌等先進技術被廣泛采用;主驅動采用伺服數控、變頻調速，移動速度穩(wěn)定均勻;拖架定位準確，重復精度高;工件旋轉采用變頻調速取代固定轉速，能適應多方面工藝要求;上下料系統(tǒng)采用較先進的步進鏈傳動、托盤送進料、人工送取料。另外，在一條生產線中，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線上自動完成，減少了重復上下工件的工序，降低了勞動強度，提高了生產效率。

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