轴承套圈的中频感应加热淬火

杨晔

（杭州杭氧电镀热处理有限公司，浙江杭州　310004）

　　摘　要：试验了GCr15钢轴承套圈的中频感应加热淬火工艺，确定了中频感应加热淬火的各种参数和加热时间。结果表明，淬火后硬度达到62~65HRC，淬硬层深度>2.5mm，能满足生产技术要求。

　　关键词：中频感应加热淬火；轴承套圈

　　轴承套圈是轴承的重要部件，在工作时承受拉伸、压缩、剪切、弯曲、交变等复杂应力，而且应力值较大。这就要求套圈具有高硬度、高耐磨性及一定的冲击韧性和断裂韧度，而且要有良好的尺寸稳定性。采用合适的热处理工艺能够提高轴承套圈的综合力学性能。

　　1　轴承套圈的形状和技术要求

　　我公司热处理加工一批轴承套圈，材料为GCr15钢，其外形尺寸如图1所示，要求滚道硬度为58~62HRC，淬硬层深度2.5mm以上。该批轴承原采用的热处理工艺是盐浴整体加热淬火，但热处理后畸变较大，导致后续加工困难，零件合格率低。分析了该零件的设计要求和工作状况，采用中频感应加热淬火工艺替代原整体加热淬火工艺。

图1 轴承套圈示意图

　　2　轴承套圈中频淬火工艺试验

　　2.1感应器的制作

　　感应器采用φ12mm的紫铜管弯曲焊接而成，为了提高加热效率，在感应器上加装导磁体。导磁体用硅钢片和铁磁体粘接而成，将磷化后的硅钢片线切割成单片，如图2所示。铁磁体粉末和504胶水混合搅拌成糊状，把硅钢片粘在感应器上，晾干后即可使用。

图2 硅钢片的外形尺寸

　　2.2淬火工艺参数的确定

　　淬火设备为中频淬火机床，发电机型号BGP100/8000。淬火工艺参数：输出变压器的匝比16，附加电容量66.36μF，负载电压700V，电流80A，功率因数0.92，功率50kW，加热后预冷1s，然后喷聚乙烯醇溶液冷却。采用4种不同的加热时间，每种方案各试验5只轴承套圈。具体加热时间如表1所示。淬火后切割成试样，用洛氏硬度计测定硬度，用金相法测定淬硬层深度。

表1 中频感应加热时间对轴承套圈淬火后的硬度和 淬硬层深度的影响

　　零件中频淬火后，在空气炉中进行180℃×4h回火。

　　3　试验结果和讨论

　　轴承套圈中频淬火后，其硬度和淬硬层深度见表1。

　　试验结果表明，中频淬火后的硬度比普通加热淬火后的硬度要高，在9~12s的加热时间范围内，淬火硬度无明显变化。经回火处理后，轴承套圈的硬度为60~62HRC，均能达到设计要求。感应加热淬火时，在电参数不变的条件下，较长的加热时间可获得较深的淬硬层深度。其原因是，感应加热时，随着加热时间的延长，零件表层热量向内部传导，使内部温度升高，奥氏体化更加均匀，硬化层深度加深。可以根据要求的淬硬层深度选用相应的加热时间。

　　4　结语

　　比较试验结果后，在实际生产中采用淬火加热时间10s，至今已有大量产品生产，完全能够达到用户的设计要求。

　　参考文献：

　　[1]《热处理手册》编委会.热处理手册[M].北京：机械工业出版社，1991.

　　[2]《机械工程手册》编辑委员会.机械工程手册[M].北京：机械工业出版社，1982.
 

来源：《金属热处理》2006年第31卷第2期