1.錠桿的加熱方式

　　在采用一次感應(yīng)穿透加熱技術(shù)時(shí)，因GCr15軸承鋼的原始組織要求在2～3級(jí)，它是由細(xì)小、均勻分布的球狀珠光體組成的，它能適合于快速高溫的感應(yīng)加熱工藝，當(dāng)一次感應(yīng)穿透加熱時(shí)的加熱速度越快，鐵素體—滲碳體組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度就越高，即珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度范圍也就越高，而形成的時(shí)間就越短，晶粒就越細(xì)，這對(duì)于錠桿來(lái)說(shuō)是非常有利的，這可以提高錠桿的耐磨性和強(qiáng)韌性。

　　對(duì)于錠桿來(lái)說(shuō)，采用一次感應(yīng)穿透加熱是有很大難度的，因?yàn)殄V桿的外形為不同錐度的細(xì)長(zhǎng)形桿件，其二個(gè)端頭分別為60°和90°的錐形，它們的硬度和金相組織必須達(dá)到技術(shù)要求，特別是60°下錠尖的淬火硬度必須保證≥62HRC，這就需要設(shè)計(jì)一個(gè)特殊形狀的感應(yīng)器，而且每種規(guī)格的錠桿需要配備相應(yīng)的感應(yīng)器，對(duì)于尺寸相近的錠桿基本可以借用，為了與臥式淬火機(jī)床相配合，感應(yīng)器和錠桿也必須臥式擺放的，要使整根不同錐度外形的錠桿能夠加熱均勻，又不能使二個(gè)錠尖在加熱時(shí)出現(xiàn)的欠熱或過(guò)熱組織，這就需要感應(yīng)器的形狀與錠桿的外形基本上相近，所以感應(yīng)器要做成軸類縱向加熱感應(yīng)方式，即可以調(diào)整縱向長(zhǎng)度的一發(fā)法式感應(yīng)器，整根錠桿還必須能夠旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的方式是靠二個(gè)V型頂尖通過(guò)變頻電機(jī)帶動(dòng)，使其旋轉(zhuǎn)速度在60～70r/min，電加熱功率為100kW，頻率20kHz，根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)，在加熱時(shí)溫度的控制通過(guò)電流比率來(lái)達(dá)到，它的透入深度根據(jù)導(dǎo)磁率比電阻的大小來(lái)調(diào)整，在保證加熱穿透的前提下，其加熱溫度為880～920℃，加熱時(shí)間為10～12s/每根，每臺(tái)設(shè)備每月產(chǎn)量可以達(dá)到15～18萬(wàn)件。整個(gè)生產(chǎn)線如圖所示。它的操作程序是：操作者將錠桿擺放在步進(jìn)式進(jìn)料裝置上，并自動(dòng)送入U(xiǎn)形槽中，由提升機(jī)構(gòu)將錠桿上升到雙V型頂尖位置，然后雙V型頂尖夾緊，由絲桿導(dǎo)軌和伺服電機(jī)組成的傳輸裝置將錠桿轉(zhuǎn)移到感應(yīng)器下面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)感應(yīng)穿透加熱，然后由絲桿模組快速下降并將錠桿送入五工位淬火矯直機(jī)中的第一個(gè)工位中進(jìn)行邊淬火邊矯直。

　　2.臥式自動(dòng)淬火矯直機(jī)床

　　它是由五個(gè)工位的自動(dòng)夾持淬火矯直機(jī)和淬火油槽及提升機(jī)構(gòu)組成，該五個(gè)工位在工作時(shí)全部做圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)節(jié)拍做間隙性的旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，每個(gè)工位由一組3個(gè)仿錠桿外形的滾動(dòng)軋輥組合而成，五工位臥式自動(dòng)滾動(dòng)夾持淬火矯直機(jī)床的結(jié)構(gòu)如圖所示。

　　當(dāng)錠桿進(jìn)入軋輥后它的上軋輥?zhàn)鞲��?dòng)壓力旋轉(zhuǎn)，軋輥上裝有若干個(gè)（9個(gè)）仿形圓片，它們是活絡(luò)的，并由壓縮彈簧來(lái)控制壓力大小，即調(diào)整錠桿的徑向跳動(dòng)量的大小，也就是矯直效果的好壞，下面二個(gè)軋輥為固定支撐的旋轉(zhuǎn)輥，每個(gè)軋輥上也有若干個(gè)（9個(gè)）仿形園片和軋輥軸組成一體，該仿形園片是固定不能調(diào)整的，它們的外形同錠桿外形相吻合，仿形園片的每節(jié)外形尺寸和相應(yīng)的錠桿外形尺寸相吻合，三個(gè)軋輥上的各個(gè)多節(jié)仿形園片相互交叉成整根錠桿的外形和長(zhǎng)度，這些軋輥始終在不停地旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粋�(gè)工位中進(jìn)入錠桿時(shí)，上浮動(dòng)壓輥壓牢錠桿并和下面二個(gè)固定旋轉(zhuǎn)的軋輥一起迅速旋轉(zhuǎn)入淬火油槽內(nèi)，到了第二、第三個(gè)和第四個(gè)工位位置時(shí)仍在進(jìn)行邊淬火邊矯直，進(jìn)行相變超塑變處理，當(dāng)?shù)竭_(dá)第五個(gè)工位時(shí)，上浮動(dòng)壓力輥松開(kāi)，錠桿滾落入到輸送帶提升機(jī)構(gòu)中，此時(shí)第五個(gè)工位繼續(xù)往上旋轉(zhuǎn)復(fù)位到第一工位的位置，這樣循環(huán)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行生產(chǎn)，五個(gè)工位中有四個(gè)工位在進(jìn)行滾動(dòng)夾持淬火，僅第五個(gè)工位在迅速卸放錠桿時(shí)是空位的。

　　錠桿在機(jī)械旋轉(zhuǎn)力的作用下，使之達(dá)到邊淬火邊矯直的目的，矯直后錠桿的徑向跳動(dòng)量≤0.15mm的比率能夠達(dá)到≥90%的好效果。這個(gè)邊淬火邊矯直的過(guò)程實(shí)質(zhì)就是在進(jìn)行相變超塑變處理，對(duì)于具有均勻、細(xì)小分布的球狀碳化物的GCr15高碳鉻軸承鋼制作的錠桿來(lái)說(shuō)，在一次感應(yīng)穿透加熱時(shí)，能迅速達(dá)到奧氏體化的相變溫度，它不需要進(jìn)行保溫，這樣可以保持晶粒不長(zhǎng)大，此時(shí)的晶粒是細(xì)小、均勻、等軸狀的，在機(jī)械力的作用下，具有一定的彈性，錠桿的夾持滾動(dòng)淬火是一種在奧氏體化的淬火溫度逐漸下降到馬氏體轉(zhuǎn)變終點(diǎn)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程中的形變熱處理，屬于連續(xù)形變淬火。它可以細(xì)化碳化物，因?yàn)樘蓟�物只能在晶界和缺陷處形核，形核位置的先后順利�?yīng)該是：鐵素體→奧氏體相界→晶界→小角度晶界接點(diǎn)→小角度晶界→個(gè)別位錯(cuò)。奧氏體的變形，特別是在析出碳化物的溫度范圍內(nèi)變形，且變形度達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)在奧氏體晶粒內(nèi)造成大量的小角度晶界和位錯(cuò)，因而碳化物的形核不僅在晶界上，而且在晶界內(nèi)也會(huì)大量產(chǎn)生，所以生成的碳化物是細(xì)小、均勻、彌散的分布，斷口呈現(xiàn)韌窩狀，它起到了牽制錠桿畸變的作用，從而保證錠桿得到較小的畸變，使淬火硬度均勻，淬火應(yīng)力很少，沒(méi)有斷損現(xiàn)象，可減少很多留磨量，從而提高了錠桿熱處理的內(nèi)在質(zhì)量和產(chǎn)量。

　　3.淬火冷卻介質(zhì)的選擇

　　對(duì)于用GCr15高碳鉻軸承做的錠桿而言，因?yàn)楦袘?yīng)穿透加熱可以將錠桿的心部也淬硬，所以需要有一個(gè)理想的淬火冷卻介質(zhì)，特別是五工位臥式淬火機(jī)床，它的功能決定只能用油劑做淬火冷卻介質(zhì)，在眾多的淬火介質(zhì)中，應(yīng)該根據(jù)工件和設(shè)備的特性選擇綠色環(huán)保的，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)較高，冷卻能力強(qiáng)，高溫冷速快，低溫冷速較慢，既能將錠桿表面淬硬又能將錠桿心部也淬硬，還能較好地控制淬火畸變能力，錠桿淬火后易清洗，使用維護(hù)方便，熱氧化安定性好，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，為此選擇KR048G專用淬火油用于錠桿的淬火,該油的使用壽命可以達(dá)到八年以上。

　　4.錠桿的冷處理

　　為確保錠桿的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性能，長(zhǎng)期以來(lái)在錠桿淬火后一直使用-80℃的冷處理工序，最后進(jìn)行局部降低上錐硬度和整體去應(yīng)力回火處理。冷處理的目的是控制一定數(shù)量的殘留奧氏體。從測(cè)量結(jié)果看經(jīng)冷處理的錠桿的殘留奧氏量比沒(méi)有經(jīng)冷處理的殘留奧氏體少，經(jīng)過(guò)冷處理的錠桿在錠尖處的殘留奧氏體量為9.85%，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)冷處理的錠桿在錠尖處的殘留奧氏含量為11.85%。殘留奧體少可以提高錠尖的耐磨性，延長(zhǎng)錠子的使用壽命，從生產(chǎn)實(shí)踐中也反映了經(jīng)過(guò)冷處理的錠桿其使用壽命較高。現(xiàn)在冷處理的設(shè)備是用液氮為原料來(lái)制冷比以前用高壓力的壓縮空氣制冷或用F12和F22氟里昂制冷的效果好許多，且冷處理的工藝及設(shè)備很穩(wěn)定，維護(hù)也方便許多。