【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及感应加热，具体涉及确定起淬停留时间的方法、淬火方法及表面感应加热装置。
技术介绍
1、感应加热是一种高效快速的加热方法，常用于金属工件表面淬火。具体的，首先，采用感应加热对金属工件表面快速加热；然后，对金属工件表面迅速冷却实现淬火。采用感应加热能够提高金属工件表面的硬度和耐磨性，同时保持心部的韧性。感应加热适用于各种轴类零件、齿轮、轴承、凸轮轴、气门等需要表面强化的金属工件。
2、然而，在感应加热时，很难控制对金属工件表面起始加热位置的加热温度达到淬火温度。因此，业内在对金属工件表面实际淬火操作中，通过设置起淬停留时间来控制起始加热位置的加热温度达到淬火温度，以便保证在后续冷却过程中获得符合要求的淬硬层深度和硬度。目前，业内确定起淬停留时间的方法一般是基于生产经验肉眼观察金属工件颜色变化确定的。这导致起淬停留时间难以被准确确定；对应的，这会直接导致金属工件起始加热位置的加热温度高于淬火温度或低于淬火温度。若起淬停留时间过长，则直接会导致对金属工件起始加热位置的加热温度高于淬火温度，使得金属工件起始加热位置在后续冷却过程中发生激烈马氏体转变，导致表面拉应力过大，从而产生表面淬火裂纹，导致工件不合格或报废。若起淬停留时间过短，则直接会导致对金属工件起始加热位置的加热温度低于淬火温度，使得金属工件起始加热位置在后续冷却过程中得到的淬硬层深度不够或硬度不合格。
3、综上所述，需要提供确定起淬停留时间的方法、淬火方法及表面感应加热装置以解决现有技术中存在的起淬停留时间难以被准确确定导致淬火温度过高或过
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供确定起淬停留时间的方法、淬火方法及表面感应加热装置，具体技术方案如下：
2、在第一方面，本专利技术提供了确定起淬停留时间的方法，采用表面感应加热装置确定金属工件的表面感应加热起淬停留时间 t；
3、所述表面感应加热装置包括机床、电磁加热感应器和主控机；在所述机床上设置转盘和机械臂；在所述转盘上设置金属工件；在所述机械臂上设置所述电磁加热感应器；所述电磁加热感应器设置在所述金属工件的上方，且与外界电源连接；所述电磁加热感应器与所述金属工件之间设置工作间隙；所述主控机设置在所述机床上，且与所述电磁加热感应器、所述转盘和所述机械臂连接；
4、确定所述金属工件的表面感应加热起淬停留时间 t包括以下步骤：
5、采用所述主控机启动所述电磁加热感应器在第一加热速率 v1下升温至所述金属工件的居里点温度 t θ；采用所述主控机控制所述电磁加热感应器在第二加热速率 v2下由 t θ升温至所述金属工件的目标淬火温度 t；
6、采用下式确定所述金属工件的表面感应加热起淬停留时间 t：
7、；
8、其中， v1的取值范围为150-350℃/s； v2的取值范围为50-120℃/s。
9、可选的，所述工作间隙为2-5mm。
10、可选的，所述电磁加热感应器在工作时的电压为50-70kv。
11、在第二方面，本专利技术提供了一种淬火方法，包括：
12、步骤b1、在所述的确定起淬停留时间的方法中的所述表面感应加热装置上组装跟踪器和喷淋器；
13、在所述金属工件上设置跟踪器；在所述机械臂上设置所述喷淋器；所述喷淋器设置在所述金属工件的上方；在所述喷淋器上设置控制阀，且所述喷淋器通过管路与外界水源连通；所述主控机与所述跟踪器和所述喷淋器上的控制阀连接；
14、步骤b2、采用所述的确定起淬停留时间的方法确定所述金属工件的表面感应加热起淬停留时间 t；
15、步骤b3、完成对所述金属工件表面的淬火加热作业和淬火喷淋冷却作业；
16、采用所述主控机控制所述电磁加热感应器在起淬停留时间 t内加热至目标淬火温度 t；同时，采用所述主控机启动所述转盘带动所述金属工件旋转一周完成对所述金属工件表面的淬火加热作业；其中，采用所述跟踪器实时获取所述电磁加热感应器与所述金属工件之间的工作间隙数据，并发送至所述主控机上；所述主控机根据工作间隙数据的变化情况实时调控所述机械臂联动所述电磁加热感应器，控制所述电磁加热感应器与所述金属工件之间工作间隙保持在2-5mm；
17、采用所述主控机关闭所述电磁加热感应器，并打开所述喷淋器上的控制阀实现喷淋作业；同时，采用所述主控机启动所述转盘带动所述金属工件旋转一周完成对所述金属工件表面的淬火喷淋冷却作业。
18、可选的，所述金属工件包括轴类工件、齿轮、轴承、凸轮轴、气门和耐磨环中的任一一种。
19、在第三方面，本专利技术提供了一种表面感应加热装置，包括机床、电磁加热感应器和主控机；在所述机床上设置转盘和机械臂；在所述转盘上设置金属工件；在所述机械臂上设置所述电磁加热感应器；所述电磁加热感应器设置在所述金属工件的上方，且与外界电源连接；所述电磁加热感应器与所述金属工件之间设置工作间隙；所述主控机设置在所述机床上，且与所述电磁加热感应器、所述转盘和所述机械臂连接。
20、可选的，所述工作间隙为2-5mm。
21、可选的，所述表面感应加热装置还包括跟踪器和喷淋器；
22、在所述金属工件上设置跟踪器；在所述机械臂上设置所述喷淋器；所述喷淋器设置在所述金属工件的上方；在所述喷淋器上设置控制阀，且所述喷淋器通过管路与外界水源连通；所述主控机与所述跟踪器和所述喷淋器上的控制阀连接。
23、可选的，所述控制阀包括电磁阀。
24、可选的，所述主控机包括plc控制器。
25、应用本专利技术的技术方案，至少具有以下有益效果：
26、（1）本专利技术提供的一种确定起淬停留时间的方法，能够根据金属工件的居里点温度 t θ和目标淬火温度 t，采用特定的第一加热速率 v1和第二加热速率 v2，结合起淬停留时间 t的计算表达式精确得到起淬停留时间，确保对金属工件起始加热位置的加热温度达到淬火温度，使得金属工件起始加热位置在后续冷却过程中得到满足要求的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.确定起淬停留时间的方法，其特征在于，采用表面感应加热装置确定金属工件的表面感应加热起淬停留时间t；
2.根据权利要求1所述的确定起淬停留时间的方法，其特征在于，所述工作间隙为2-5mm。
3.根据权利要求1所述的确定起淬停留时间的方法，其特征在于，所述电磁加热感应器在工作时的电压为50-70kv。
4.一种淬火方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的淬火方法，其特征在于，所述金属工件包括轴类工件、齿轮、轴承、凸轮轴、气门和耐磨环中的任一一种。
6.一种用于完成如权利要求1-3任一项所述的确定起淬停留时间的方法的表面感应加热装置，其特征在于，还包括跟踪器和喷淋器；
7.根据权利要求6所述的表面感应加热装置，其特征在于，所述控制阀包括电磁阀。
8.根据权利要求6所述的表面感应加热装置，其特征在于，所述主控机包括PLC控制器。
【技术特征摘要】
1.确定起淬停留时间的方法，其特征在于，采用表面感应加热装置确定金属工件的表面感应加热起淬停留时间t；
2.根据权利要求1所述的确定起淬停留时间的方法，其特征在于，所述工作间隙为2-5mm。
3.根据权利要求1所述的确定起淬停留时间的方法，其特征在于，所述电磁加热感应器在工作时的电压为50-70kv。
4.一种淬火方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：田开国，轩书博，麻成标，许正根，王幸，彭林芬，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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