空心棍使用中频淬火机淬火变形缺陷分析及工艺的改进

半连轧热输出辊道大型空心辊采用45钢无缝钢管制成，两端热装配轴头。技术要求为：辊面硬度≥40HRC，辊面变形≤1.00mm，中部收缩≤0.70mm。热处理采用中频感应加热表面淬火，设备为立式中频淬火机床，振荡频率为1-8KHZ，单圈感应器连续淬火加热喷水冷却。生产中发现，空心辊淬火后出现较大变形，而大轧辊了工件矫正十分困难，效果不好，造成不少工件因变形过大而报废。严重影响产品质量和正常生产，经济损失较大。

试验和生产发现，辊面淬火后，出现辊面直径缩小而辊身伸长；空心辊表面淬火时，还生产辊面弯曲变形，分析认为，空心辊热处理时出现的变形是感应加热中产生的热应力和祖师应力引起工件不均匀塑性变形的结果。

分析认为，这事因为感应加热升温快，过热度大，故奥氏体化温度比Ac3gao 70-150℃。45钢工件加热至840℃，奥氏体化还未完全完成，急冷后不能获得完全马氏体组织，故相变应力并不明显，此时热应力起主导作用；当淬火温度升高，工件冷却后马氏体转变量增加，相变应力加大，抵消了部分热应力作用，使变形量减小；加热温度升至870℃时，工件完全奥氏体化，冷却中全部转变为马氏体，此时相变应力最大，工件变形量最小；淬火温度在升高，相变应力和870℃时一样，不在增大，而热应力由于温度升高而加大，热应力又起主导作用，工件现实明显的热应力变化。通过分析空心辊变形月温度关系分析，可以看出，空心辊采用860-870℃感应淬火加热温度较佳，其变形量最小。

防止中频淬火机淬火后变形的工艺改进措施：

1.工件感应淬火加热温度为860-870℃。

2.工件旋转时不得晃动，注意尾架弹簧不可压的太紧；工件和感应器喷水器防止应同心对中，感应器喷水器水平防止，不要歪斜。

3.主轴转速线速度应大于感应器上升速度，以使工件冷却均匀更好，工件表面硬化后硬度更均匀一直。喷水环喷水孔应分布均匀，进水口不少于3个以上保证喷水量稳定和均匀。

4.回火时工件应凸面向上，两端垫起，以减少弯曲变形。