凸輪軸感應熱處理工藝如何？

引擎凸輪軸感應淬火的電源頻率，目前以8~lOkHz為主流，功率一般在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50年代，前蘇聯(lián)高爾基汽車廠就使用了2000Hz,200kW的發(fā)電機，一次性加熱了兩個凸輪軸的曲輪。加熱5.0~5.5s時，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，必須預冷4.5~5.Os，使桃尖和圓弧部分的溫度均勻，每個凸輪軸的功耗為3.25kW.h。使用3600Hz和200kW發(fā)電機加熱凸輪時，凸輪加熱時間為3s，預冷只需2.5s，整個凸輪加熱溫度均勻，每個凸輪軸的能耗降至1.9kW.h。使用8kHz機型發(fā)電機型時，加熱時間為3s，預冷卻時間明顯降低。

采用高頻、超音頻電源加熱凸輪，盡管采取桃尖部間隙增大等措施，但凸輪桃尖部溫度仍明顯高于圓弧部，該工藝已被淘汰。

(1)凸輪加熱電流頗率的選擇在沒有計算機模擬方法的情況下，曾推薦佳(Hz)的計算方式為：=3800/r2，其中r為凸輪桃尖的r值(cm)。就拿4125引擎凸輪軸來說，凸輪弧部直徑為34.9mm，進氣門r14.14mm，排氣門r16.16mm，按上式計算：佳=3800/(0.6)2Hz=10555Hz。

該凸輪采用2500Hz加熱時，桃尖溫度明顯低于圓弧部，技術上通過預冷均勻溫度提高桃尖溫度，進行噴液淬火。

(2)凸輪感應淬火工藝基本有兩種:分段一次加熱和整個凸輪軸一次加熱。

鋼制凸輪軸，凸輪和軸頸一般采用分段一次加熱的方式。當凸輪和軸頸寬度接近時，可共用一個傳感器。解放牌汽車凸輪軸，凸輪，軸頸，偏心，齒輪四個不同部分，共用一個傳感器，使用效果很好。這一過程的難點在于這個凸輪在離軸頸很近的情況下進行淬火加熱，當使用8~lOkHz電流時，傳感器的電磁場部分會散逸到相鄰的軸頸，這樣，軸頸部分就會回火，而凸輪靠軸頸部部分的加熱溫度就會降低。如今凸輪傳感器的兩端都設計有導磁體，解決了這個難題。

凸輪軸工藝中遇到的第二個難點是兩個相鄰凸輪之間的距離太近，比如相距6-8毫米。這時，傳感器很難附加導磁體。解決方案是一起加熱兩個相鄰的凸輪。然而，由于傳感器的中間磁場較強，傳感器的設計應使并聯(lián)的兩個有效圈遠離中間部分，并且不完全與凸輪的寬度相對應。

2)對于汽車合金鑄鐵凸輪軸，一般采用串聯(lián)多個傳感器，一次加熱整個凸輪軸的工藝。

(3)回火采用分段一次加熱的凸輪軸，通常采用自回火工藝。此時，淬火工藝應設置為每個加熱淬火凸輪軸的一部分，下一個加熱部分應位于淬火部分下方。這樣可以保證淬火部分不需要第二次冷卻，有可靠的自回火溫度凸輪部分崩潰時間。凸輪由于自回火溫度不足，在下一道工序前后會發(fā)現(xiàn)凸輪部分崩潰，如圖5-18所示。有時候會產(chǎn)生很多同樣崩潰形式的廢物，有時候會因為傳感器和加熱部分的位置偏移而產(chǎn)生廢物。

(4)淬火由于鋼凸輪軸淬火表面硬度要求高，容易產(chǎn)生裂紋。一些制造商選擇凸輪軸鋼的碳含量，以縮小上下限差。例如，45鋼，選擇訓練(C)為0.42%~0.47%，或0.43%~0.48%。

(5)凸輪軸的變形對于分段一次加熱的凸輪軸，淬火后會發(fā)生彎曲，但由于桿沒有淬硬，所以容易校正，但是對于多個凸輪一次加熱的凸輪軸，由于未淬硬的桿極短，在可能的情況下，采用校正輥，可以減少變形。