现代技术在典型汽车零部件感应热处理上的应用

上海恒精机电设备有限公司董事长 刘又红

汽车上的发动机、传动轴和转向系统等用到感应热处理技术比较多，汽车转向器齿条具有代表性，目前国内感应热处理技术的应用水平可以在该零部件上体现。转向器在汽车零部件上有很重要的作用，齿条热处理质量不合格会出现交通事故。

转向器齿条需要淬齿部和杆部，其中一个技术是只淬齿部不淬齿背，需要节奏式淬火。另外一个技术是齿部和齿背都需要淬火，使用非节奏式连续淬火，因为前面一个齿铣凹下去了，后面是圆形，前后就不一致了，难度是淬火时要找方向；同时加热时，齿是要变形的，这时需要一个距离的跟踪，以保证齿部和感应器间隙一致。

数字化感应电源技术

大功率高速度的二极管、IGBT和MOSFET等功率器件的开发使感应电源的功率和频率提升成为可能，因为其具有更快的开发速度和过载能力。数字化集成电路替代模拟电路可进行数字运算和逻辑控制。DSP（Digital Signal Processor）芯片具有强大的数据处理能力和高速运行速度，其在感应电源控制回路上的应用可以实现对电源更好地编程和控制，使电源的使用可以更得心应手。传统的模拟仪表由数字仪表替换，使感官更准确。

高性能自动控制技术

为了适应汽车的可靠性和舒适性发展趋势，汽车零部件的设计越来越复杂，对汽车零部件的热处理工艺的先进性、稳定性和可靠性要求越来越高，所以高精度的机械制造工艺、合理的机械结构、高性能的数控系统是先进感应设备的必备条件。恒精公司生产的带变形跟踪功能的齿条淬火设备采用高性能的西门子840D数控系统来完成设备的机床控制，带有8根伺服轴，多轴联动可以完成精巧的齿条杆部和齿部淬火工艺。

精确的测量跟踪技术

要完成一个高难度的感应热处理工艺，有了好的控制系统，还需要好的测量系统，由于齿条淬火过程中齿面和齿背淬火不对称，所以其淬火时有弯曲变形，且弯曲变形不可预测，为了保证齿部和感应器间距一致，我们采用激光测距技术将其变形量检测出来之后反馈到控制系统实时调节控制感应器前后、左右两方向移动，保证齿部淬火工艺。

先进的工艺参数监控技术

与传统的能量监控器比较的不同：

（1）连续淬火时，完成一件标准件加热后，系统会记录下电流、电压、功率和所耗费能量曲线，点击“生成模板”按钮，系统自动生成功率包络曲线，该线规定了在某一时刻，加热功率应该达到的范围，如果金相分析确认该工件合格，则可以保留该模板；如果分析认为不合格，则放弃该模板，直至取得合格产品的曲线。有了标准模板后，以后加工同种工件时，系统会自动匹配模板，如果动态功率超出范围，系统报警并判定该工件为不合格件。因此，系统可以对整个加热过程进行动态监控。

（2）整体式淬火时，系统自动取得标准件所耗费能量为能量限值，如果加热时间达到，但能量未达限值，会自动进行补偿加热。根据大批量实际生产检验，能量控制精度可达0.1%。

（3）历史加工记录。系统会自动记录工件加工信息以备查询，包括操作员、加工程序、时间、电流、电压、功率、能量、淬火液流量、淬火液温度、合格与否等。

高精度感应器设计和导磁体趋流技术的应用

采用Fluxtrol生产的导磁体，淬齿部时实时调整感应器与齿部的距离，是圆环效应和临近效应的完美体现。可加工导磁体趋流技术正确运用到淬齿的根部。零件的精度要求比较高，感应器的使用寿命、一致性和其综合变形的很多因素都与感应的制作有关系，现在整个感应器都是机加工出来的，采用精确的感应器制造工艺，简单的圆环感应器都采用整体的精细加工，同时，感应器也是要进行热处理，主要是应力的去除，防止感应器在使用中变形。

完善的冷却和过滤系统

冷却水是整个冷却系统的血液循环，机器的使用寿命决定在细节上，提高产品的配置，我们主要采用恒温压缩机冷却系统。过滤系统采用袋式过滤、磁性过滤、自动走纸袋过滤等三重过滤。然后对流量、水温、水压自动监控。