目前槽類淬火零件種類較多，如凸輪軸開口槽、差速器殼等。但槽類零件淬火的質量一直不宜保證，淬火難度也很大。本文將一來二去形式槽類淬火感應器進行改進，在工藝調試中進行調整，使得淬火效果比較理想，滿足各種槽類零件的要求。
1.槽類零件淬火感應器論述
（1）槽類淬火感應器現狀
零件槽口內側面加熱，特別是當內側面寬度較小時，設計感應器比較困難。圖1感應器利用鄰近效應原理，用以加熱內側面，具有較高效率。感應器的有效部分是中間兩根導電管。由于兩管電流方向在任何時刻均同向，因此導電管上的電流被擠向外側。此兩根導電管上雖未加導磁體，但卻有相當高的加熱效率。
圖1 槽口內側雙線加熱感應器
（2） 小開口槽淬火感應器設計
由于槽寬9mm，用兩根導電管制作感應器，所用銅管很小，制作難度大，感應器壽命很短。故而進行改進，改為單根銅管進行加熱，利用感應加熱的臨近效應加熱（見圖2）。
圖2 改進后的感應器結構
2.槽類淬火感應器的應用
后面分別以凸輪軸槽和差速器殼開口槽分別進行淬火試驗。
（1）凸輪軸開口槽淬火工藝試驗
我公司接到某凸輪軸生產廠家的委托，對凸輪軸開口槽進行淬火，開口槽寬9.3mm、深9mm，槽寬變形量≤0.1mm（見圖3）。
圖3 凸輪軸開口槽技術要求
感應器加熱部分先采用矩形截面銅管加熱（見圖4），調整好加熱面與開口槽底面的間隙，用50kW、30kHz頻率進行淬火，淬火區域只有4mm左右，遠遠達不到技術要求，需對感應器結構進行改進。
圖4 矩形截面有效加熱面銅管淬火樣塊（30kHz）
感應器加熱部分再采用梯形截面銅管（見圖5），調整好加熱面與開口槽底面的間隙，用30kHz、50kW頻率進行淬火，淬火區域只有8mm，還是沒有達到9mm的要求，但已經很接近技術要求，此時需要對工藝參數做出調整。
圖5 梯形截面有效加熱面銅管淬火樣塊（30kHz）
嘗試感應器加熱部分采用梯形截面銅管，調整好加熱面與開口槽底面的間隙，用5.8kHz 頻率、90kW短時間加熱進行淬火，整個開口槽兩側硬化層深度、硬度均達到技術要求，開口槽底面、直角處也有硬化層（見圖6），變形量也很小（見附表），客戶很滿意。
圖6 梯形截面有效加熱面銅管淬火樣塊（5.8kHz）
凸輪軸開口槽淬火變形檢測表
（2）差速器殼開口槽工藝試驗
我公司受某汽車生產廠家委托，對差速器殼連接槽（見圖7）進行淬火，槽寬18.5mm、深9mm，8個槽均布于Φ120和Φ75的圓環上，技術要求為鍛后調質處理90～230HBW，虛線部分感應淬火，表面硬度53～59HRC，Ds=2～3mm。
圖7 差速器殼開口槽技術要求
由于前面應用梯形截面感應器淬火效果較理想，后面也采用此種感應器結構進行試驗。采用5.8kHz、98kW進行加熱淬火，感應器與槽底面的間隙為0.5～1mm，加熱5.2s（注意：加輔助冷卻系統防止臨近開口槽淬火區回火）。檢測R2mm圓角處沒有硬化層（見圖8）。需要對感應器的位置及工藝參數進行修正。
圖8 差速器殼第一次淬火試樣
根據上述試驗，進行如下修正：將底邊間隙加大為1～1.5mm，采用5.8kHz、98kW進行加熱淬火，加熱時間延長至6.5s加熱淬火（注意：加輔助冷卻系統防止臨近開口槽淬火區回火）。檢測結果：槽兩側邊表面硬度55～56HRC，Ds=2mm；R2mm處表面硬度55HRC，Ds=1.5mm；槽底面表面硬度56HRC，Ds=3mm（見圖9）。檢測結果均達到技術要求。
圖9 差速器殼第二次淬火試樣
3.結語
槽類零件淬火的關鍵點如下：感應器結構及有效加熱面結構，感應器與淬火部位的間隙，淬火工藝參數（頻率、功率、加熱時間等）的匹配，臨近淬火區防回火冷卻系統。
此外，間隙對此類零件硬化層深度影響十分明顯，感應器兩側面與開口槽側面間隙很難保證完全一樣，這樣就使得兩側面硬化層深度、形狀不對稱，因此定位夾具的精度就顯得至關重要。
