雖然經過技術人員不斷的努力改進，變形的現象在2013年下半年有較大改觀，然而由于受條件限制，在淬火爐冷卻環節發生的不可避免的組織轉變不均性疊加一起，勢必造成變形的不可控性，呈無規律分布，難以**根除。與此同時，由于臺車爐密封性能差，工作在臺車爐中加熱和保溫時間長，氧化脫碳的情況較為嚴重。 為減少氧化脫碳，常用的方法是在加熱過程中使用保護N2等氣氛。但在每月24h*30d的不間斷生產情況下，加N2保護氣氛會導致成本非常高昂以及實際換氣操作的復雜。再加上臺車爐需要不斷進出爐，導致每次進出爐均需要重新加保護氣氛，既影響生產效率，又消耗大量的N2. 因此我們尋求一種能解決變形和氧化這兩大難題的調質處理方法，關注這個行業的*新進展，發現國外有資料介紹應用感應加熱技術成功進行實心棒料調質處理的案例，目前*大直徑能處理到160mm，而國內相關報道較少。 二、感應加熱技術應用于調質處理的理論可行性 感應熱處理是利用電磁感應的方法使得被加熱工件內部產生渦流，依靠這些渦流的能量達到加熱目的，在進行保溫、冷卻的熱處理方法。一直以來在表面處理領域被廣泛應用。 感應加熱的主要依據是：電磁感應、趨膚效應和熱傳導三項基本原理。感應加熱時，工件中電流強度自表面向心部呈指數規律衰減，這也是為什么感應淬火時工件表面瞬間能到達高溫，而心部仍然處于低溫狀態的原因。頻率越高，此現象越明顯。當加熱層深度為熱態電流透入深度的40%到50%時，加熱的總效率*高。零件在熱態的透熱深度與頻率的簡化關系為：＆800 = 500>
感應器直徑
圖10和圖11為試樣的金相組織，從圖可知本次試驗淬火深度不足10mm.總結失敗原因：不僅因為電源頻率過高，更主要原因是感應器的設計問題，噴水圈和加熱圈未設計成分體式，這樣導致難以連續對試樣進行加熱，做不到模擬調質生產線時的加熱狀態。另外，感應器噴水孔呈單排排布，內接進水口只有2個，這樣也導致在加熱后，工件內部冷卻難以實現快速冷卻。 2、國內專業廠家試驗 由于受限有條件的限制，以致在外協單位淬火試驗的失敗，我們和國內專業廠家進行合作試驗，采用現有的感應淬火機床模擬感應調質的加熱及回火，冷卻采用浸液冷卻。圖12為試樣的加熱狀態，可明顯看到試樣上部已**透熱，呈現漂亮的金黃色。圖13為切取的試塊。表2和表3 分別為淬火、回火工藝參數，圖14為試樣沿截面的硬度梯度。
表2 感應加熱工藝參數
> > > > > > 表3 感應回火工藝參數
> > > > > >
試樣編號 抗拉強度
材料 產地 C Si Mn P S Cr Mo 參考標準 42CrMo 中國 0.38-0.45 0.17-0.37 0.5-0.8 <0.03 <0.03 0.9-1.2 0.15-0.25 國際 42CrMoS4 德國 038-0.45 <0.4 0.6-0.9 <0.035 0.02-0.04 0.9-1.2 0.15-0.30 歐標
材料 尺寸規格
> > > （%） 沖走吸收能量Akv> > 112.3
由表6不難看出，由于42CrMoS4采用的是感應調質，雖然調質硬度較我們單位的更高，而斷面收縮率和沖擊吸收能量也旗鼓相當。這和感應淬火的特性相關，感應淬火件屬于瞬間到溫，快速冷卻，其淬火后的晶粒比爐子調質更細，硬度較普通淬火要高2——3HRC，回火后材料的塑韌性自然更高。 四、感應調質本土化的可行性 1、感應調質的適用范圍與設備布置 感應調質適用于中小直徑的軸類零件進行流水線生產。因此，對于直徑過大或數量較少的零件，不推薦采用感應調質。要求直徑≦160mm為宜。 由于感應調質采用的是生產線模式，需要不小的占地面積。40000mm*10000mm的區域，可以滿足布置一條標準的感應調質生產線。 2、感應調質所需的先決條件 當前的長桿零件是先將原材料粗加工后進行爐子調質，形狀如圖17所示。而感應調質需要的為圓棒料，因此，進行感應調質的前提是去除凹槽以及端部的凸起部分。解決這一問題的辦法是將當前的模式改為鋼廠標準6m長圓棒料**行感應調質，在進行鋸割和機加工。 五、結語 1、感應加熱技術應用于中小徑軸桿件的調質從技術上是可以實現的，而且已在國外廣泛應用，國內的東北特鋼大連基地已有一條感應調質生產線。 2、感應調質后零件的力學性能并不亞于甚至優于電阻爐的調質，硬度的均勻性也更好。根據現場觀察，感應調質后零件的變形量也遠小于電阻爐調質。 3、結合實際生產及試驗數據，感應調質生產線適用于直徑≦120mm的軸類零件，更具經濟合理性。本文由河北調質熱處理生產線廠家編制，轉載時請注明出處：