凸輪軸感應(yīng)熱處理工藝是怎樣的？

　　發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸感應(yīng)淬火的電源頻率，現(xiàn)在以8~lOkHz為主流，功率則常用200kW左右。凸輪軸電源頻率的選擇，主要取決于凸輪的幾何形狀。早在20世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)高爾基汽車廠曾用2000Hz、200kW機(jī)式發(fā)電機(jī)，一次加熱兩根凸輪軸的曲輪。當(dāng)加熱5.0~5. 5s時(shí)，凸輪的圓弧部分高于中碳鋼的淬火溫度，而桃尖部分加熱不足，必須預(yù)冷4.5~5. Os，才能使桃尖與圓弧部分溫度均勻，而每根凸輪軸的耗電量為3. 25kW.h。當(dāng)采用3600Hz、200kW機(jī)式發(fā)電機(jī)進(jìn)行凸輪加熱時(shí)，凸輪加熱時(shí)間為3s，預(yù)冷只需2.5s，整個(gè)凸輪加熱溫度均勻，每根凸輪軸的能耗降到1. 9kW.h。當(dāng)采用8kHz機(jī)式發(fā)電機(jī)時(shí)，在175kW功率時(shí)，加熱時(shí)間為3s，預(yù)冷Is，冷卻2.Os，生產(chǎn)率明顯上升，而能耗下降。

　　用高頻、超音頻電源加熱凸輪，盡管采取桃尖部加大間隙等措施，凸輪桃尖部溫度仍然明顯高于圓弧部，此種工藝已經(jīng)被淘汰。

　?。?）凸輪加熱電流頗率的選擇  在沒(méi)有計(jì)算機(jī)模擬辦法時(shí)，曾推薦佳（Hz）的計(jì)算式為：，*佳= 3800/r2，式中，r為凸輪桃尖的r值（ cm）。以4125發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸為例，凸輪圓弧部直徑一34.9mm，進(jìn)氣門r一4.14mm，排氣門r一6.16mm，按上式計(jì)算：佳=3800／（0.6）2Hz =10555Hz。

　　這種凸輪，在采用2500Hz加熱時(shí)，桃尖溫度明顯低于圓弧部，工藝上靠預(yù)冷勻溫來(lái)提高桃尖的溫度，然后進(jìn)行噴液淬火。

　　（2）凸輪感應(yīng)淬火工藝  基本上有兩類：分段一次加熱方法和整根凸輪軸一次加熱方法。

　　1）鋼制凸輪軸，凸輪與軸頸一般采用分段一次加熱方法。凸輪與軸頸寬度相近時(shí)，可以共用一個(gè)感應(yīng)器。解放牌汽車凸輪軸，凸輪、軸頸、偏心、齒輪四個(gè)不同部分，共用一個(gè)感應(yīng)器，使用效果不錯(cuò)。此工藝的難點(diǎn)在于離軸頸很近的這個(gè)凸輪的淬火加熱，當(dāng)采用8~ lOkHz電流時(shí)，感應(yīng)器的電磁場(chǎng)一部分會(huì)散逸到緊鄰的軸頸，這樣，軸頸局部會(huì)回火，而凸輪靠軸頸側(cè)這一部分加熱溫度偏低。現(xiàn)在凸輪感應(yīng)器兩端已設(shè)計(jì)裝上導(dǎo)磁體，解決了此一難點(diǎn)。

　　凸輪軸工藝上碰到的*個(gè)難點(diǎn)，是兩個(gè)相鄰?fù)馆喚嚯x太近，如相距6—8mm。此時(shí)，感應(yīng)器附加導(dǎo)磁體也有困難。解決昀辦法是將兩個(gè)相鄰?fù)馆喴黄鸺訜幔捎诟袘?yīng)器中間磁場(chǎng)較強(qiáng)，因此，感應(yīng)器設(shè)計(jì)上要使并聯(lián)的兩個(gè)有效圈在中間部分離得遠(yuǎn)一些，并不完全與凸輪寬度相對(duì)應(yīng)。

　　2）對(duì)于轎車合金鑄鐵凸輪軸，一般采用多個(gè)感應(yīng)器串聯(lián)、一次加熱整根凸輪軸的工藝。

　　（3）回火采用分段一次加熱的凸輪軸，常采用自回火工藝。此時(shí)，淬火工藝應(yīng)設(shè)定為每加熱淬火凸輪軸的一個(gè)部分，下一個(gè)加熱部分應(yīng)位于已淬過(guò)火部分下面的位置。這樣能保證已淬過(guò)火的部分不必受*次冷卻，*有可靠的自回火溫度  凸輪*部分崩落時(shí)間。凸輪常因自回火溫度不足，在下一工序前后會(huì)發(fā)現(xiàn)凸輪*部分崩落，如圖5 -18所示。有時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多件同樣崩落形式的廢品，有時(shí)因感應(yīng)器與加熱部位位置的偏移，也會(huì)產(chǎn)生廢品。

　?。?）淬裂  由于鋼制凸輪軸淬火表面硬度要求較高，因此，比較容易產(chǎn)生裂紋。有些廠家對(duì)凸輪軸鋼材碳含量進(jìn)行精選，縮小上下限差，如45鋼，精選訓(xùn)（C）為0.42%～0.47%，或0.43%~0.48%。

　?。?）凸輪軸的變形  對(duì)于分段一次加熱的凸輪軸，淬火后有彎曲，但易于校正，因?yàn)闂U部未淬硬；但對(duì)多個(gè)凸輪一次加熱的凸輪軸，由于未淬硬的桿部極短，在可能條件下，采用校正輥，可減少變形。