一种手动工具及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种手动工具的制造方法，包括：对手动工具的力矩输出部件或力矩传递部件的第一表面进行双频感应淬火，使得从力矩输出部件的第一表面至力矩输出部件的内部的第一深度范围内，或从力矩传递部件的第一表面至力矩传递部件的内部的第一深度范围内，形成淬硬层，淬硬层的硬度高于力矩输出部件或力矩传递部件的本体的硬度；双频感应淬火被设置为在同一感应线圈上同时通入或导入高频电流和中频电流，高频电流和中频电流同时对力矩输出部件的第一表面或力矩传递部件的第一表面进行加热，再将力矩输出部件或力矩传递部件进行冷却淬火。本发明专利技术还公开了上述方法制造的手动工具。本发明专利技术经过双频感应淬火处理的手动工具具有良好的抗磨损能力。

A Manual Tool and Its Manufacturing Method

The invention discloses a method for manufacturing a manual tool, which includes dual-frequency induction hardening of the first surface of the moment output component or the moment transfer component of the manual tool, so as to make the first depth range from the first surface of the moment output component to the inside of the moment output component, or from the first surface of the moment transfer component to the first depth norm of the inside of the moment transfer component. Within, a hardening layer is formed, and the hardness of the hardening layer is higher than that of the main body of the moment output component or the moment transfer component; dual-frequency induction hardening is set to introduce or import high-frequency current and medium-frequency current into the same induction coil at the same time; high-frequency current and medium-frequency current simultaneously heat the first surface of the moment output component or the first surface of the moment transfer component, and then the moment is added. The output parts or moment transfer parts are cooled and quenched. The invention also discloses a manual tool manufactured by the above method. The manual tool of the invention after dual-frequency induction quenching treatment has good wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种手动工具及其制造方法
本专利技术涉及一种手动工具及其制造方法。
技术介绍
传统的水泵钳、管子钳、大力钳等钳类工具多采用整体碳钢、合金结构钢为基体，经冲裁下料、热锻、机械加工、整体调质热处理、齿部单一高频感应淬火、装配、包装后出货。一般情况下，水泵钳、管子钳、大力钳等钳类五金工具的钳头部分需要经过两次热处理加工。第一次是热锻钳头后的整体调质处理(即淬火+高温回火)，使钳头基体获得较好的强度和韧性，实际使用中不至于断裂。第二次是齿部的二次高频感应淬火，使齿部获得较高的硬度、耐磨性，提高这些钳类工具的使用寿命。传统上，水泵钳、管子钳、大力钳等钳类工具的齿部的高频感应淬火多采用单一频率感应电流，即在高频感应装置加热时，感应线圈始终只通一个频率的电流，该方法的优点是设备单一、操作简单，但鉴于钳子的齿部是非圆对称面，形状复杂，单一频率感应加热无法对整个齿部截面同时进行有效加热、淬火，从而对齿部的高频淬火质量带来较大风险。当高频加热时间较短时，可能只是钳子的齿的两侧尖角部分被加热、淬硬，而齿的中间部分加热不足，从而在冷却淬火后齿的中间部分硬度不足，在实际工作(比如夹管子)时齿的中间部分容易磨损、压塌，导致整个产品报废。为改善钳子的齿的中间部分淬火不足的缺陷，延长高频加热时间时，则包含整个钳头的大部分区域都被加热、淬硬。虽然钳子的齿面都被淬硬，但齿以下的钳头大部分区域也都处于高硬度状态，脆性较大，使用过程中容易发生钳头断裂的风险。为克服上述缺陷，有部分厂家尝试采用两台不同频率的感应淬火装置(相应地，有两个感应线圈)对水泵钳、管子钳、大力钳的钳头的齿部进行先后顺序的加热并冷却淬火，期望解决上述问题。即先在中频感应装置(相应地，感应线圈上通入中频电流)上预先加热钳头的齿的齿根及齿根以下区域，然后迅速转移到高频感应装置(相应地，感应线圈上通入高频电流)上加热钳头的齿的表面凸出部分，再进行后续冷却淬火。这种生产方式可以在一定程度上改善钳子的齿的淬火质量，但缺陷也是显而易见。比如，两台设备的占地面积大；需要在两台感应加热装置上迅速转移工件，涉及多次工件上料、下料装夹，加热、淬火质量不稳定；加热时间长，工件容易氧化；工序多，生产周期长，生产成本过高。对于静音棘轮扳手，D头是其核心零件。按设计原则，一般希望D头的六角工作面硬度较高，保持良好的耐磨性；同时期望D头六角头的心部以及D头的四角工作面硬度较低，保持良好的韧性，实际工作时不至于发生断裂。但传统上，D头均采用整体热处理，其六角工作面、四角工作面都在相同的硬度范围。当整体硬度较高时，六角面耐磨性较好，工作正常，但四角面容易断裂；当整体硬度较低时，四角面韧性较好，工作正常，但六角面容易磨损。为改善上述缺陷，有部分厂家尝试对D头六角工作面进行单一频率的高频淬火。但由于高频加热的趋肤效应，六角工作面的六个侧棱很容易过热，反而导致侧棱部位组织过热，强度、耐磨性降低。对于F夹类产品，铁杆件是其核心零件。按设计原则，铁杆件上下两个工作面需要较高的硬度，心部保持较低的硬度。但传统上，铁杆件的热处理生产均采用单一频率高频淬火。当加热时间较短时，铁杆件上下两面的硬化层深度均小于设计深度，并且铁杆件上下两个工作面的淬硬深度差异较大，影响F夹的使用效果；当加热时间较长时，铁杆件上下两面的硬化层可以达到设计深度，但铁杆件严重变形，无法校直，导致产品报废。对于零度两用板手，棘轮环是其核心零件，壁厚较薄。按设计原则，棘轮环的外表面需要较高的硬度、较高的耐磨性。传统上，棘轮环一般采用合金结构钢、工具钢基体，经机械加工、整体调质后进行表面化学热处理以提高棘轮环的表面硬度(表面热处理包括但不限于渗碳、氮化、碳氮共渗等)，但容易出现的问题是渗层深度不容易控制，且制品变形。或者，棘轮环采用部分工具钢、轴承钢为基体，经机械加工后进行整体热处理，获得高硬度状态。但该工艺方法的缺陷是棘轮环产品整体硬度太高，脆性较大，实际使用过程中棘轮环容易断裂。棘轮、棘爪是棘轮螺丝批的核心零件，内齿圈、太阳轮、行星齿是加速螺丝批的核心零件。按设计原则，棘轮、棘爪、内齿圈、太阳轮、行星齿等零件的外表面需要较高的硬度，保证传动零件的表面耐磨性；而棘轮、棘爪、内齿圈、太阳轮、行星齿等零件的内部希望是较低硬度，保持传动零件的韧性，不至于在服役过程中断裂。传统上，棘轮、棘爪、内齿圈、太阳轮、行星齿等零件一般采用铁基粉末冶金件，或者采用碳钢、合金结构钢、工具钢为基体，经粉末冶金烧结后，或者机械加工后进行整体淬火、回火。当棘轮、棘爪、内齿圈、太阳轮、行星齿等零件的整体硬度较高时，表面耐磨性较好，但零件脆性大，容易断裂；当棘轮、棘爪、内齿圈、太阳轮、行星齿等零件的整体硬度较低时，零件韧性较好，但外表面耐磨性不足。因此，如何改善钳类工具的齿、棘轮板手的六角头、F夹的杆件、静音棘轮板手的棘轮环，棘轮螺丝批的棘轮、棘爪，加速螺丝批的内齿圈、太阳轮、行星齿等零件淬火质量及硬度分布，从而提升产品使用体验就成为一个很有意义的尝试。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够改善手动工具的力矩输出部件，比如钳类工具的齿、棘轮板手的六角头、F夹的杆件、静音棘轮板手的棘轮环，棘轮螺丝批的棘轮、棘爪，加速螺丝批的内齿圈、太阳轮、行星齿等零件的淬火质量及硬度分布的方法。为解决上述的技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种手动工具的制造方法，包括以下步骤：提供金属原材料；将金属原材料按手动工具的要求加工成型，使手动工具具有用于直接或间接地对工件施力的力矩输出部件或用于传递力矩的力矩传递部件；对力矩输出部件的第一表面或力矩传递部件的第一表面进行双频感应淬火，使得从力矩输出部件的第一表面至力矩输出部件的内部的第一深度范围内，或从力矩传递部件的第一表面至力矩传递部件的内部的第一深度范围内，形成淬硬层，淬硬层的硬度高于力矩输出部件或力矩传递部件的本体的硬度；双频感应淬火被设置为在同一感应线圈上同时通入或导入高频电流和中频电流，高频电流和中频电流同时对力矩输出部件的第一表面或力矩传递部件的第一表面进行加热，然后再将力矩输出部件或力矩传递部件进行冷却淬火。进一步地，第一深度为0.3～8.0mm，优选地，为0.6～3.0mm。进一步地，双频感应淬火使得淬硬层和力矩输出部件的本体之间形成有过渡区，过渡区的硬度不高于淬硬层的硬度，且低于力矩输出部件的本体的硬度。进一步地，力矩输出部件的第一表面经过双频感应淬火后，力矩输出部件的本体除淬硬层和过渡区以外的区域保持原有硬度不变。进一步地，双频感应淬火使得淬硬层和力矩传递部件的本体之间形成有过渡区，过渡区的硬度不高于淬硬层的硬度，且低于力矩传递部件的本体的硬度。进一步地，力矩传递部件的第一表面经过双频感应淬火后，力矩传递部件的本体除淬硬层和过渡区以外的区域保持原有硬度不变。进一步地，使用感应加热装置对力矩输出部件的第一表面或力矩传递部件的第一表面进行加热，感应加热装置包括感应线圈。进一步地，在感应加热装置中，高频电流的频率范围为100-500KHz，功率范围为5-1500KW。进一步地，在感应加热装置中，中频电流的频率范围为0.2-25KHz，功率范围为5-1500KW。进一步地，冷却淬火使用的介质为淬火油或PAG水溶型淬火介质，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手动工具的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：对所述手动工具的力矩输出部件的第一表面或力矩传递部件的第一表面进行双频感应淬火，使得从所述力矩输出部件的第一表面至所述力矩输出部件的内部的第一深度范围内，或从所述力矩传递部件的第一表面至所述力矩传递部件的内部的第一深度范围内，形成淬硬层，所述淬硬层的硬度高于所述力矩输出部件或所述力矩传递部件的本体的硬度；所述双频感应淬火被设置为在同一感应线圈上同时通入或导入高频电流和中频电流，所述高频电流和所述中频电流同时对所述力矩输出部件的第一表面或所述力矩传递部件的第一表面进行加热，然后再将所述力矩输出部件或所述力矩传递部件进行冷却淬火。

【技术特征摘要】
1.一种手动工具的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：对所述手动工具的力矩输出部件的第一表面或力矩传递部件的第一表面进行双频感应淬火，使得从所述力矩输出部件的第一表面至所述力矩输出部件的内部的第一深度范围内，或从所述力矩传递部件的第一表面至所述力矩传递部件的内部的第一深度范围内，形成淬硬层，所述淬硬层的硬度高于所述力矩输出部件或所述力矩传递部件的本体的硬度；所述双频感应淬火被设置为在同一感应线圈上同时通入或导入高频电流和中频电流，所述高频电流和所述中频电流同时对所述力矩输出部件的第一表面或所述力矩传递部件的第一表面进行加热，然后再将所述力矩输出部件或所述力矩传递部件进行冷却淬火。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一深度为0.3～8.0mm。3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述双频感应淬火使得所述淬硬层和所述力矩输出部件的本体之间形成有过渡区，所述过渡区的硬度不高于所述淬硬层的硬度，且低于所述力矩输出部件的本体的硬度。4.根据权利要求3或所述的制造方法，其特征在于，所述力矩输出部件的第一表面经过双频感应淬火后，所述力矩输出部件的本体除所述淬硬层和所述过渡区以外的区域保持原有硬度不变。5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述双频感应淬火使得所述淬硬层和所述力矩传递部件的本体之间形成有过渡区，所述过渡区的硬度不高于所述淬硬层的硬度，且低于所述力矩传递部件的本体的硬度。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述力矩传递部件的第一表面经过双频感应淬火后，所述力矩传递部件的本体除所述淬硬层和所述过渡区以外的区域保持原有硬度不变。7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，使用感应加热装置对所述力矩输出部件的第一表面或所述力矩传递部件的第一表面进行加热，所述感应加热装置包括所述感应线圈。8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在所述感应加热装置中，所述高频电流的频率范围为100-500KHz，功率范围为5-1500KW。9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在所述感应加热装置中，所述中频电流的频率范围为0.2-25KHz，功率范围为5-1500KW。10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述冷却淬火使用的介质为淬火油或PAG水溶型淬火介质。11.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括，在双频感应淬火后，对所述手动工具进行回火处理，回火温度为160-400℃，保温时间为2-8h。12.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：提供金属原材料；将所述金属原材料按手动工具的要求加工成型，使所述手动工具具有力矩输出部件或力矩传递部件。13.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述金属原材料为粉末冶金材料、碳钢、合金结构钢或工具钢类原材料。14.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述手动工具为通过齿形结构传动的产品。15.一种手动工具的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：提供金属原材料；将所述金属原材料按手动工具的要求加工成型，使所述手动工具具有力矩输出部件或力矩传递部件；对所述力矩输出部件的第一表面或所述力矩传递部件的第一表面进行双频感应淬火，使得从所述力矩输出部件的第一表面至所述力矩输出部件的内部的第一深度范围内，或从所述力矩传递部件的第一表面至所述力矩传递部件的内部的第一深度范围内，形成淬硬层，所述淬硬层的硬度高于所述力矩输出部件或所述力矩传递部件的本体的硬度；所述双频感应淬火被设置为在同一感应线圈上同时通入或导入高频电流和中频电流，所述高频电流和所述中频电流同时对所述力矩输出部件的第一表面或所述力矩传递部件的第一表面进行加热，然后再将所述力矩输出部件或所述力矩传递部件进行冷却淬火；在双频感应淬火后，对所述手动工具进行回火处理。16.一种手动工具，其特征在于，所述手动工具至少包括力矩输出部件或力矩传递部件，从所述力矩输出部件的第一表面至所述力矩输出部件的内部的第一深度范围内，或从所述力矩传递部件的第一表面至所述力矩传递部件的内部的第一范围内，形成有淬硬层，所述淬硬层形成的过程为：利用同一感应线圈上同时通入或导入的高频电流和中频电流同时对所述力矩输出部件或力矩传递部件的第一表面进行加热，然后再将所述力矩输出部件或所述力矩传递部件进行冷却淬火。17.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李跃明，
申请(专利权)人：杭州联和工具制造有限公司，杭州巨星科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33