[发明专利]弹簧的感应加热

说明书

一种用于淬硬圆柱形螺旋弹簧或圆锥形螺旋弹簧的设备。这种设备有转动支承系统和感应加热系统。转动支承系统是设计成用于支承弹簧而让其在被支承着的同时被感应加热系统加热。感应加热系统包括一个有线圈系统的感应线圈系统。线圈系统有一个间隔开的区域，其设计成用于接纳弹簧并在弹簧是被支承在转动支承系统上时加热弹簧。

发明领域

本发明总地涉及金属弹簧的淬火硬化，尤其涉及用感应加热工艺使弹簧的金属硬化。

发明背景

金属淬火硬化工艺是一个用在弹簧制造中的标准工艺过程。一种常用的淬火硬化工艺包括一个传统的气氛加热炉。这样的淬火硬化过程是很慢的。弹簧可以用各种金属(例如不锈钢、碳钢、合金钢、等等)来成形。弹簧的金属在被恰当地淬硬并回火时，可以达到特定的冶金学参数，诸如硬度和微观组织。

在用传统的气氛加热炉淬硬弹簧时，首先是把弹簧放在加热炉内的一个架子上在一定温度下保持一段特定时间。然后，把弹簧拿出来放进油或其它淬火液中去淬火。在这一初始淬硬过程之后，弹簧的硬度一般比所要达到的高。因此，弹簧一般都要经历一个回火过程，直至使弹簧达到所需要的物理性质。弹簧在被处理得恰当时，其钢的某些结晶结构被改变为带有许多溶解碳化物的回火马氏体，因而能提供所需要的弹簧心部结构和所需要的弹簧表面硬度。

用于淬硬弹簧的另一种工艺是感应加热。感应加热过程是通过诱导弹簧的导体材料里产生电磁场来发生。导体材料里会产生涡流电流，而导体材料的电阻将导致焦耳加热。如果需要，感应加热可用于将钢加热至其熔点，这足以使钢质产品奥氏体化。

与用传统的气氛加热炉加热相比，感应加热工艺可缩短加热周期时间，感应加热工艺还可简化弹簧的材料搬移，还有可能在淬硬过程中实现弹簧材料搬移的自动化。尽管感应加热与传统的气氛加热炉相比有一些优点，但弹簧的感应加热也有些问题，诸如弹簧整个长度上均匀加热、弹簧两端的过热、以及感应线圈效率的保持等问题。

鉴于弹簧淬硬技术的现有状态，有必要改进淬硬工艺过程，使之与用传统的气氛加热炉淬硬相比能降低劳动强度和时耗，而且能在弹簧的整个长度上均匀地加热弹簧。

发明内容

本发明是要用一种新颖的感应加热工艺过程来淬硬金属弹簧。本发明的淬硬工艺可克服以往用于线绕弹簧的感应加热工艺的缺点。本发明尤其针对直的圆柱形压缩弹簧(例如圆柱形螺旋弹簧，等等)或圆锥形压缩弹簧，但是，本发明的淬硬工艺也可用于淬硬其它类型的弹簧。本发明的淬硬工艺包括用感应加热方法来加热弹簧，与用传统的气氛加热炉进行加热相比，感应加热可使弹簧受热更为均匀且加热时间大为缩短，而且这种淬硬工艺可使弹簧的金相组织等同于或优于通过采用传统的气氛加热炉的传统淬硬工艺淬硬的弹簧的金相组织。