感應器實際有效淬硬區域的測試

■ 謝學興，俞健勇，白洪球，蔣 波

一些機械工程零部件根據其工況要求在設計時會作一定區域段的感應淬火硬化要求。如附圖所示銷子軸，考慮其工況要求，為避免鍵槽底部開裂，設計人員將技術要求標注為距離兩端鍵槽底部5mm為淬火區域段。如何精確實現這一區域段的淬火硬化，同時為編程提供數據，我們對該問題進行了試驗論證。

淬火機床為國內某廠家生產的立式淬火機床，加熱淬火方式為掃描式。感應器高度為21mm（圖中C面與D面的間距），感應器內壁與工件表面之間的距離為2.5mm。具體為工件由上下兩頂尖頂住并旋轉，感應器自下往上移動進行掃描式加熱并噴淋冷卻工件，初始位置停留加熱時間為2s。程序設定AB段距離為加熱淬火區域，初始位置為感應器的C平面與A所在的工件水平面重合一致，結束位置為感應器的D平面與B面所在的工件水平面重合一致。根據合理的工藝參數進行加熱淬火硬化。

工件經過合理的工藝參數加熱、淬火后，表面精磨去除0.1mm，采用維氏顯微硬度計分別對工件A、B附近區域進行硬度測試，測試后的硬度值經過換算，結果如表1、表2所示。

由表1、表2的數據可以得出，在實際感應淬火過程中，工件的淬硬起始線及終了線并未與感應器垂直投影面的上下線相重合，而是存在一定的距離。

究其原因，可排除材料及冷卻問題。低硬度值現象的產生主要是由于該處溫度未達到奧氏體化溫度。由此推斷出，感應電流在工件的分布形式并非感應器垂直投影面的均布狀態，而以中間強、邊緣弱的形式分布。因此，在工件的實際生產中，在編程環節就需要考慮到這一實際現象，應在技術要求上增加硬化區域段兩端的距離，以實現特定區域段的淬火硬化技術要求。

銷子軸感應淬火示意圖

表1 A區域硬度值

表2 B區域硬度值