[发明专利]一种气阀感应加工方法

说明书

本发明公开一种气阀感应加工方法，用于阀杆直径较小的锁夹槽和阀杆小端面都淬火的气阀的感应淬火，该方法采用气阀阀杆小端面和锁夹槽同时淬火，避免两次淬火加工方案中在对第二段（端）淬火时由于热传导作用影响先淬火那段（端）的淬火硬度和淬硬层深度。本发明设计了特殊结构的门型感应器，并设计了特殊的气阀感应加热和淬火冷却参数，相对比传统的感应淬火加工，更能可靠的保证锁夹槽位置淬硬层深度符合图纸要求，而不被淬透。

技术领域

本发明属于感应加工技术领域，具体涉及气阀感应加工方法。

背景技术

对于带有锁夹槽的气阀在感应加工时，一般要求阀杆小端面感应淬火，锁夹槽不要求感应淬火，这种气阀感应淬火不难。但对于阀杆直径较小的气阀，要求锁夹槽和阀杆小端面都感应淬火，而且两个部位的技术要求不一致，这种气阀感应淬火就非常难。如图1所示，气阀既要求A端阀杆小端面淬火，又要求B段阀杆锁夹槽外圆淬火，而且两个淬火部位的淬火硬度和淬硬层深度要求不一致，技术要求：杆端面A表面淬硬，硬度58±3HRC，淬硬层深度1.8～3.5mm(477HV1处)，杆外圆B段表面淬硬，硬度≥52HRC，淬硬层深度0.9～2.3mm(435HV1处)。这种气阀感应淬火极易出现锁夹槽位置淬透，导致零件报废，或者易出现在A端和B段交界位置淬火硬度和层深不符合要求，也易出现B段淬火长度不符合要求。

解决以上问题，传统方法是分两次淬火，先淬B段，再淬A端，或者先淬A端，再淬B段。如果先淬B段再淬A端，由于B段末端位置与A端仅相距5.2mm，为了达到A端淬硬层深度和淬火硬度要求，A端加热至淬火温度后，由于热传导作用会影响已经淬火的B段末端位置的硬度和淬硬层深度。如果先淬A端再淬再淬B段，为了达到B段末端位置(如图中5.2处)的硬度和淬硬层深度，势必也会影响A端的硬度和淬硬层深度。

气阀通常选用4Cr10Si2Mo、X45Cr9Si-3等耐高温高合金钢材，由于合金含量高，采用空气作淬火介质即可达到图纸要求的淬火硬度，但是因气阀锁夹槽位置直径小(仅9.8mm)，在淬火空冷过程中零件表面积蓄的热量由于热传导作用会向零件芯部传递，造成气阀锁夹槽位置芯部温度升高，淬火后锁夹槽处的芯部硬度会接近甚至超过淬硬层极限硬度值435HV1，芯部淬透，则零件塑性和韧性差，极易在使用中断裂，因此锁夹槽决不允许淬透，淬透就报废！

为了减小表面热量向零件芯部传递，防止芯部淬透，可以采用水作淬火介质，但对这种材料淬水则极易出现裂纹。如果操作者手拿零件加热，冷却时可以浸油淬火，这种方式可以避免淬火裂纹，但这种方法加热时零件不便于旋转，加热极不均匀，尤其锁夹槽位置淬硬层深不均匀，手拿零件加热时零件与感应器间距不稳定，有时大有时小，或者零件在不同方向的部位与感应器间距不一致，也使得加热不均匀，导致淬硬层深度不均匀，所以手拿零件感应淬火的方法不可取。

为了淬火面加热均匀，零件通常装夹在机床卡盘上随卡盘高速旋转，淬火冷却时不宜取下零件浸油冷却，如果采用喷油冷却，淬火油势必会燃烧起来，设备不安全，油烟大也影响环保和职业健康。

另外，如何保证B段淬火长度符合15±1.5范围，也非常困难。图1所示气阀淬火加热时，因B段左端不淬火，这一段是冷的，淬火加热的热量要向B段左端传递，引起B段加热温度不均匀，如何保证B段淬火硬度和淬硬层深度均匀且符合图纸要求也是一大难题。

淬火加热功率和加热时间是感应淬火的重要控制参数，加热功率越大，加热时间应越短，这样既可以使零件加热到淬火温度，又不致淬硬层过深。当然加热功率不是越大越好，加热功率过大，可能烧伤零件；加热时间也不是越短越好，加热时间过短可能引起加热温度不足，导致淬火硬度不足，也可能导致淬硬层深度过浅，反之亦然。

淬火部位与感应头间距对感应淬火的影响，在相同工艺参数情况下工件淬火部位与感应头间距越小，工件表面产生的涡流越大，工件表面产生的热量越多，加热温度越高，越易淬硬，淬硬深度越深，但间距过小，由于工件长度或直径差异，或者装夹差异，易导致工件与感应接触造成烧伤工件。

发明内容