[发明专利]一种半轴类零件淬火感应器及淬火方法

说明书

本发明公开了一种半轴类零件淬火感应器及淬火方法，针对半轴法兰端R角部位的加热技术难点，可以有效提高半轴法兰端R角部位区域感应淬火硬化层深度，使得半轴法兰端R角部位应力集中区域的表面硬度、有效硬化层深度满足设计要求，有效提高半轴感应淬火质量，淬火感应器结构简单，有效感应线圈径向截面为圆环形、轴向截面为五边形，采用数控车床加工制造，制造精度高，淬火方法操作简单，柔性大，通过使有效感应线圈和冷却水盒沿半轴轴颈方向快速上跳移动，使冷却水盒喷射的冷却水能够对半轴上有效感应线圈最终加热停止时的位置继续冷却，本淬火方法能够适用于所有汽车半轴类零件产品的连续感应淬火强化工艺。

技术领域

本发明属于汽车半轴零件热处理工艺技术领域，涉及一种汽车半轴类零件连续感应淬火感应器及淬火方法。

背景技术

汽车半轴零件属于汽车传动系统中的关键零件，属于承载集中区域，对热处理工艺要求较高，常常采用感应热处理强化工艺方法以提高其扭转疲劳强度，尤其在半轴法兰端R角部位，更是整个零件的应力集中区域，如果零件在法兰盘圆角处感应淬火工艺不到位，极易在此处发生断裂。

半轴感应淬火强化工艺根据半轴的形状结构可分为整体感应淬火工艺和连续感应淬火工艺两种强化工艺方法：整体感应淬火工艺和连续淬火工艺。其中，整体感应淬火工艺对感应器自身强度要求较高，对电源设备的功率要求较大，调整柔性不高，感应器与半轴各部位间隙要求非常严苛，但其生产效率较高，生产节拍较快；而连续淬火工艺中的感应器调整柔性较高，可根据不同半轴直径进行配做，对半轴长短无要求，对电源设备的功率要求较小，同时由于连续淬火感应器结构简单，因此具有加工制造容易，强度高的特点。

但是，在半轴连续感应淬火工艺中，由于感应器在感应淬火工艺中感应电流产生的集肤效应以及邻近效应，使得感应电流在半轴法兰端R角部位附近的轴径部位分布密集，法兰端分布较少，而半轴法兰端R角部位的加热则是通过其邻近轴径和邻近法兰部位向半轴法兰端R角部位传热以及感应器本身的透入式加热来进行双重叠加感应加热强化。针对半轴法兰端R角部位的加热技术难点，常规感应器感应加热易使得半轴法兰端R角部位邻近半轴的轴径的区域温度偏高，甚至发生烧熔现象的同时，半轴法兰端R角部位邻近法兰盘的区域感应淬火温度偏低，进而影响半轴法兰端R角部位区域的加热温度无法达到合理范围内，使得半轴各部位淬火温度无法控制在有效淬火温度范围内，淬火硬度和有效硬化层深度无法达到技术要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种半轴类零件淬火感应器及淬火方法，该淬火感应器结构能够使得半轴各部位硬化层连续有效均匀分布，表面硬度、有效硬化层深度以及淬火组织满足相关标准要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种半轴类零件淬火感应器，包括径向截面为圆环形的有效感应线圈、导磁体、与有效感应线圈固定连接的圆环形的冷却喷水盒，有效感应线圈与淬火机床中的中频淬火电源导通连接，淬火机床中的伺服电机可带动淬火感应器以设定的速度上下、左右和前后移动，半轴的轴颈与半轴的法兰盘相连接的圆角部位为半轴的法兰端R角部位，有效感应线圈间隙套装在靠近法兰端R角部位的半轴的轴颈上，其特征在于：

有效感应线圈的轴向截面为五边形结构，包括位于有效感应线圈外环的外环面、位于有效感应线圈内环的内环面、位于有效感应线圈顶部的顶面、位于有效感应线圈底部且与外环面相接的倾斜设置的第一倾斜底面以及与第一倾斜底面和内环面相接的倾斜设置的第二倾斜底面，外环面和内环面相互平行；

有效感应线圈内有径向截面为圆环形的中空腔体即感应线圈内腔，感应线圈内腔内有冷却水，进而形有效感应线圈自身的冷却水道，感应线圈内腔位于有效感应线圈的顶面的开口由圆环形的感应线圈盖板盖合，感应线圈盖板的上表面与有效感应线圈的顶面的开口两侧的两个上端面位于同一个水平面上；