用于感应式边缘层硬化的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将围绕环形部件(3)的具有初始区(A)、结束区(E)和两个在初始区(A)和结束区(E)之间延伸的中间区(Z1、Z2)的面(2)进行感应式边缘层硬化的方法。在此通过感应器(7)使初始区(A)达到硬化温度并通过喷淋装置(9、10)淬火。然后分别将感应器组件(12、13)沿中间区(Z1、Z2)移动到结束区(E)。每个感应器组件(12、13)包括用于预热由其扫过的区域的先行感应器(5、8)、用于最终加热预热区域的尾随感应器(6、7)和用于淬火最终加热的区域的喷淋装置(9、10)。在感应器组件(12、13)距初始区(A)一定距离(a)后，将感应器组件(12、13)中的至少一个的先行感应器(5、8)以相对于尾随感应器(6、7)增加的进给速度(V1'、V2')向结束区(E)方向移动。先行感应器(5、8)以一定时间间隔提前到达结束区(E)，该时间间隔的时长等于尾随感应器(6、7)为了克服其与先行感应器(5、8)之间之前产生的距离(b)所需的时长。在此期间，结束区(E)被到达其位置的先行感应器(5、8)预热。当感应器组件(12、13)的尾随感应器(6、7)中的一个到达结束区(E)时，其将结束区(E)加热到最终的硬化温度。硬化温度。硬化温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感应式边缘层硬化的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于对环绕由可硬化钢制成的环形部件的面进行感应式边缘层硬化的方法。

技术介绍

[0002]“边缘层的感应式硬化方法”是指这样的方法，其中通过在部件中感应产生的电磁场将钢材的与分别待硬化的面相邻的边缘层加热到硬化温度，其中分别承载该面的部件由该钢材制成，并且其中已经以这种方式加热的边缘层区段随后通过施加合适的淬火剂充分快速地冷却，以便在相关边缘区段中产生硬化组织结构。
[0003]感应式边缘层硬化的技术和物理背景在手册236“钢的热处理
‑
边缘层硬化”，2009年版中进行了说明，该手册由钢铁商业行业协会，Sohnstraβe 65,40237 D
ü
sseldorf出版，并且可在URL https://www.stahl
‑
online.de/wp
‑
content/uploads/2019/04/MB236_Waermebehandlung_von_Stahl_Randschichthaerten.pdf下载，可用日期2020年2月6日。
[0004]可以使用根据本专利技术的方法对其面进行边缘层硬化的环形部件通常是用于大型滚子轴承等的轴承环。这种轴承环例如用于支承大型风力涡轮机的转子的滚子轴承，或者用于将塔式起重机等以可绕垂直轴线旋转的方式支承的滚子轴承。这种轴承的直径通常在40
‑
1000cm的范围内。
[0005]通过使用两个感应器，可以特别有效地对这种大型环形部件的环绕的面进行边缘层硬化，这两个感应器沿着待硬化的面以同步、对向的方式运动。以这种方式，感应器接连地分别将由其产生的电磁场覆盖的面区段加热到硬化温度。以这种方式加热的面区段然后由喷淋射流淬火，这些喷淋射流分别由尾随这些感应器引导的喷淋装置发射。
[0006]这种类型的边缘层硬化的优点受到抑制，因为两个或多个感应器由于其所占据的结构空间而分别只能彼此靠近到距离一定距离的程度。以此方式，即使在加工操作开始或结束时将感应器布置在非常紧密临近的位置，工件上仍会剩余一个区域，其中仅达到了不足的硬度，因为由感应器产生的电磁场无法直接到达待硬化面的位于感应器之间的区域，或者由于感应器产生的场的相互干扰，该区域加热不足。在此，在实践中，已证明待硬化面的初始区比结束区问题更少，其中在该初始区上方，在硬化过程开始时感应器紧密临近，因为在加热初始区时，不必同时也已经对先前加热的面区段进行淬火，因此有足够的时间通过热迁移使未被感应器电磁场直接扫过的区域也达到硬化温度。
[0007]然而，如果没有特殊的对策，待硬化面的结束区由于结构条件会剩余一个区域，其加热不足，因此未达到在待边缘层硬化的面的其余区段上达到的硬度，其中在该结束区中感应器在沿着分配给其的环形区段移动后再次相遇。这种未完全硬化的区域在技术术语中也被称为“缺口(Schlupf)”，并且在实际使用中可能导致过早失效，尤其是在边缘层硬化面规律性在其整个周面上受载的应用中。由于其较低的硬度，缺口区域比边缘层硬化面剩余的、硬化程度更高的区域磨损得更快。
[0008]已经开发了各种方法来实现大型环形部件的环绕的面的无缺口硬化。
[0009]这种方法的第一个例子由EP 1 848 833 B1已知。在该用于制造用于具有至少一个具有硬化边缘层的滚道的大型滚子轴承的轴承环的方法中，至少两个感应器在硬化开始时布置在待硬化的环形滚道的共同初始区上方并在此将相对而置的边缘层加热到硬化温度。然后将感应器沿滚道沿相反方向移动，以分别加热与初始区相邻的轴承环的环形滚道的中间区。在彼此沿相反方向移动的感应器经过一小段距离后，朝向加热边缘层的喷淋装置被打开，从而相关的先前被加热的边缘层从开始时被加热的初始区的中心开始淬火。然后，感应器和所对应的喷淋装置在其半环上进一步移动，直到其在与起点相对的结束区再次相遇，并在此再次形成一个共同的加热区域。在结束区达到所需的硬化温度后，两个感应器从滚道表面垂直升高，为喷淋装置腾出空间，喷淋装置现在指向结束区以对其进行淬火。为了使结束区可靠且快速地达到硬化温度，已知方法设置了附加的辅助感应器，该辅助感应器在加热初始区或中间区时已经预热了结束区。
[0010]从EP 2 310 543 B1已知另一种所讨论类型的方法。该方法基于EP 1 848 833 B1中描述的旧方法，并规定在EP 1 848 833 B1中已知的方法中使用的用于预热结束区的辅助感应器以与旧的方法中设定的运动相比较额外的自由度运动，如摆动或盘旋，以使加热均匀化。
[0011]由EP 1 977 020 B1已知用于硬化画出闭合曲线的工件，例如轴承环或齿环的第三种方法。在该已知方法中，在第一工作步骤中，至少两个感应器在起始区域中附接至工件，其中感应器占据彼此紧密相邻的起始位置，该起始位置在其之间界定起始区。然后通过感应器中的至少一个将起始区加热到硬化温度，然后淬火。然后感应器从其各自的起始位置开始沿着工件移动，其中一个感应器的移动方向与另一感应器的移动方向相反，并且其中工件分别位于感应器的有效范围内的区段被加热到硬化温度，然后淬火。感应器的相反运动继续进行，直到感应器到达结束位置，在该结束位置中，其分别与另一个感应器紧密相邻。现在，在两个感应器所到达的结束位置之间包围有结束区。为了也使其达到硬化温度，感应器在感应器的移动方向之一的方向上一起移动，并且结束区被之前已经在该移动方向上移动的感应器加热到硬化温度。以这种方式，结束区被感应器中的至少一个完全经过且被均匀地达到硬化温度。
[0012]最后，EP 2 542 707 B1公开了一种用于对圆形部件的环形面进行感应式硬化的方法和装置，其中将分组为两个感应器对的四个感应器布置在待硬化的环形面上，其中每个感应器对分配有喷淋装置，并且在加热开始时，该喷淋装置布置得彼此紧邻。感应器对的感应器和相对应的喷淋装置也直接并排地布置。以这种方式在待硬化滚道的初始区上定向的感应器
‑
喷淋装置组合在接通后在相反的周向上沿待硬化滚道的与其分别对应的中间区段移动，从而使先前借助于感应器对加热到硬化温度的面区段随后立即淬火，以在滚道边缘层形成硬化组织结构。感应器对继续沿相反方向移动，直到感应器对的相应先行的感应器在滚道的结束区上相遇。当到达结束区时，将先行感应器从滚动面移除，以便为感应器对的尾随感应器腾出空间。这些尾随感应器在其目前相应的周向上进一步移动，直到其也在结束区上方相遇，并且结束区也被两个尾随感应器加热到硬化温度。在尾随感应器与和其对应的喷淋装置也顺次地或同时地一起从待硬化面的结束区移开之后，结束区也通过另外的喷淋装置来淬火，以便在此处也实现硬化组织结构。

技术实现思路

[0013]在上述现有技术的背景下，本专利技术的目的在于创建一种在时间需求方面优化的方法，该方法可以使环形部件的环绕的面以最佳方式均匀和不间断地进行边缘层硬化。
[0014]为了解决该目的，本专利技术提出了一种方法，其中至少进行了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于对围绕由可硬化钢制成的环形的部件(3)的面(2)进行感应式边缘层硬化的方法，所述面包括初始区(A)、两个中间区(Z1、Z2)，其中第一中间区(Z1)在第一周向(U1)上连接到所述初始区(A)，并且其中第二中间区(Z2)在与所述第一周向(U1)相反的第二周向(U2)上连接到所述初始区(A)，并且所述面包括在中间区(Z1、Z2)远离初始区(A)的端部之间延伸的结束区(E)，所述方法包括以下工作步骤：a)将初始区(A)进行边缘层硬化，方法是使用至少一个感应器(7)使初始区(A)达到硬化温度并使用至少一个将淬火介质射流对准加热的初始区(A)的喷淋装置(9、10)对其进行淬火，b)在初始区(A)的边缘层硬化之后对中间区(Z1、Z2)进行接连的边缘层硬化，其方法是分别将感应器组件(12、13)从相应中间区(Z1、Z2)的与初始区(A)相邻的起始区域(S 1、S2)开始沿着所述中间区(Z1、Z2)移动，直至结束区(E)，其中每个感应器组件(12、13)具有：先行感应器(5、8)，其预热中间区(Z1、Z2)由其扫过的区域；尾随感应器(6、7)，其相对于所述先行感应器(5、8)布置在初始区(A)的方向上，并使先前由先行感应器(5、8)预热的区域最终加热到硬化温度；以及喷淋装置(9、10)，所述喷淋装置以淬火介质射流对先前分别由尾随感应器(6、7)最终加热的区域进行淬火，c)在中间区(Z1、Z2)的边缘层硬化之后，对结束区(E)进行边缘层硬化，方法是已经到达结束区(E)的感应器组件的尾随感应器(6、7)中的至少一个将结束区(E)加热到硬化温度，并且通过喷淋装置(11)对结束区(E)进行淬火，所述喷淋装置在加热后将淬火介质射流对准结束区(E)，其特征在于，在工作步骤b)中感应器组件(12、13)与初始区(A)相距特定距离(a)后，则感应器组件(12、13)中的至少一个感应器组件的先行感应器(5、8)至少暂时地以与所述感应器组件(12、13)的尾随感应器(6、7)相比增加的进给速度(V1'、V2')在结束区(E)的方向上移动，使得在先行感应器(5、8)和尾随感应器(6、7)之间产生增加的距离(b)，并且先行感应器(5、8)以一定时间间隔提前到达结束区(E)，所述时间间隔的时长等于尾随感应器(6、7)为了克服其与先行感应器(5、8)之间之前产生的距离(b)所需的时长，首先到达结束区(E)的至少一个的先行感应器(5、8)预热结束区(E)，直到感应器组件(12、13)的尾随感应器(6、7)中的至少一个已经到达结束区(E)并且将所述结束区(E)最终加热到硬化温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以增加的进给速度(V1'、V2')先行的感应器(5、8)的电功率与用于运行以和其感应器组件(12、13)的尾随感应器(6、7)相同的进给速度(V1、V2)移动时的有关先行感应器(5、8)的电功率相比被增加。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡，
申请(专利权)人：西马克艾洛特姆有限责任公司，
类型：发明
国别省市：