车轴的感应淬火
40钢车轴表面感应淬火强化工艺研究是我国高速铁路的发展需要，填补国内在这项领域的技术空白。
车轴表面强化工艺的选择对于绝大部分轴类零件，通常采用高频或中频表面淬火来提高其使用寿命。动车轴、机车轴是一种即传递动力而又起支撑作用的心轴，而车辆轴是一种不传递动力而只起支撑作用的心轴，主要承受弯曲或弯曲疲劳负荷。统计表明大多数的各类轴均因疲劳断裂和微动磨蚀磨损而失效。为了避免发生脆性断裂，满足强度与韧性的要求，目前车轴常采用调质或正火工艺，但往往因疲劳与微动磨蚀磨损性能欠佳，而没有达到应有的使用寿命。实践表明，在调质或正火的基础上再施加表面感应淬火强化处理，可使服役寿命---地延长。因此，这是提高车轴使用寿命的一种重要工艺方法。车轴表面强化一般主要分喷涂 +滚压强化和感应淬火强化两种，滚压强化因其强化---较浅，硬度较低，提高服役寿命有限。中频感应淬火加热适中，适合车轴表面加热---。日本、法国均采用中频感应淬火强化。表面感应强化对提高车轴的弯曲或扭转疲劳强度、减少对缺口的敏感性和应力集中十分有效。表面感应淬火后，由于心部高的有效韧性和塑性，允许其硬化层有较高的硬度，以保持高的耐磨性、强度和残余压应力，充分发挥材料的潜力。国外对车轴中频感应淬火从过去的局部淬火、分段淬火，发展到现在的表面全长淬火。
齿轮感应淬火的作用与目的
近年来 ，齿轮淬火设备---，随着齿轮生产商对技术认识的不断提高，带来了多方面的改进，如低噪音、轻量化、低成本和高承载能力等，使得齿轮副在高速和大扭矩作用下产生少的热量。并不是所有的齿轮都适应感应淬火 ，外螺旋直齿轮、蜗杆齿轮、内齿轮、齿条和链齿属于典型的感应淬火齿轮零件。相反，锥齿轮、双曲面齿轮和非圆形齿轮几乎不使用感应热处理。
与渗碳和渗氮相比，感应淬火不要求齿轮整体加热。通过感应淬火，可将热量地施加于特定的区域，使该区域产生所期望的相变 (例如齿廓、齿根和齿顶有选择的硬化) ，且对其余区域的影响很小。根据应用情况，齿部硬度范围一般是 42～60 hrc。
齿轮感应淬火的一个目的是在齿轮的特殊部位得到细晶的全马氏体层 ，以提高硬度和耐磨性。 但不会使其余部分受热处理的影响。 硬度的增强也提高了接触疲劳强度 ，由于同时增强了硬度、耐磨性并可获得细晶粒的马氏体层 ，所以可以使用廉价的中高碳钢或低合金钢去替代较贵的高合金钢。
并非总是能够得到全马氏体层 ，根据钢的品种不同 ，硬化层不可避免存在残余奥氏体 (除非使用低温处理) 。 对于含碳量高的钢和铸铁 ，尤其如此。
齿轮感应淬火的另外一个目的是增加齿轮表面压应力。这是很重要的，因为它有助于抑制裂纹的产生，也阻止了拉应力引起的弯曲疲劳性能的下降。这种钢铁的使用 ，使它原先的显微组织和齿轮工况 (包括载荷情况和操作环境) 决定了所需要的表面硬度、芯部硬度、硬度断面、齿轮强度和残余应力分布。
车轴感应淬火设备
感应器研制车轴是一个变直径的圆柱体，要实现全长表面淬火在很大程度上取决于感应器的结构设计与制造。加热用感应器的设计应主要考虑使被加热零件的表面温度均匀;感应器损耗小，电;感应器冷却---;制造简单，有足够的机械强度，操作使用方便。车轴加热感应器用矩形紫铜管制造成圆形感应器，并通水冷却，零件加热后由用附带喷水圈进行喷射冷却。为了---在感应加热中尽可能地减少漏磁，提高加热效率，感应器与零件之间的间距尽可能小，但要有足够的间隙，---使感应器能与车轴的相对运动顺利进行。因此，选择圆环形感应器内侧与车轴轮座表面之间的距离为5～6ｍｍ较为合适。
加热设备频率的选择感应加热的电流透入---与电流的频率成反比，必须正确选择中频发生器设备的中频电流频率，以实现一定加热---的感应加热。正确选择加热电流频率可实现技术要求，提高热处理，充分发挥设备的效能，提高生产率，节省电能。感应器的电频率选择与零件的直径大小有关，大直径零件可采用较低的频率，所以对于直径很大的车轴，选择下限频率中频电源作为车轴感应加热的中频加热设备。
冷却器的研制车轴中频感应表面淬火，冷却是关键。因为车轴钢的含碳量低，临界冷却速度高。选择适当的冷却方法和冷却介质，才能使淬火区获得马氏体组织。因此，冷却器的合理设计就显得致关重要。所以 ，喷水圈喷水孔采用多排交叉分布，为防止靠近感应器处喷水孔喷射水柱飞溅影响加热效果。
淬火机床的研制为尽可能减少车轴淬火后的变形，淬火机床采用竖立式，车轴垂直放置，自身旋转，以使车轴圆周表面的加热均匀。淬火机床上的中频变压器连接加热用感应器一起可沿车轴纵向上下移动 ，移动速度采用变频连续可调。
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