Calentamiento por inducción desde 2000

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Tecnología de tratamiento térmico por inducción y control de calidad de válvulas de motores de combustión interna

La válvula del motor de combustión interna es una parte importante de la potencia del motor de un automóvil, especialmente la válvula de escape en choques repetidos de alta temperatura, corrosivos a mediano y largo plazo, y los gases de escape fregando bajo la acción del trabajo, por lo que no solo debe tener una buena organización y fuerza y ​​alta resistencia al calor y estabilidad térmica, buena resistencia a la corrosión, resistencia a la mordedura, resistencia a la abrasión y conductividad térmica, etc., sus condiciones de trabajo son muy exigentes. Debido a que la superficie cónica del disco de la válvula y el anillo del asiento de la válvula entran en contacto repetidamente, se requiere una buena resistencia al desgaste, y el contacto de la cara del extremo de la varilla de la válvula con la CAM, se requiere que la superficie tenga una alta dureza. Por lo tanto, para cumplir con la resistencia al desgaste de la superficie cónica y el extremo del vástago, es necesario templar y revenir la superficie cónica y el extremo del vástago de la válvula para obtener la alta dureza requerida. El tratamiento térmico por inducción generalmente se lleva a cabo después del templado y revenido del acero martensítico resistente al calor.

Este documento solo analiza la tecnología de enfriamiento por inducción del cono y la varilla del disco de la válvula, señala los problemas de calidad en el proceso de producción y presenta las medidas de mejora, con el objetivo de mejorar la calidad del enfriamiento por inducción de la válvula.

  • La aplicación de tratamiento térmico por inducción en la válvula.

1. Características del tratamiento térmico por inducción.

El tratamiento térmico por inducción es una tecnología avanzada de tratamiento térmico con alta productividad, sin contaminación del medio ambiente, fácil automatización y ahorro de energía. Esta tecnología se ha desarrollado rápidamente desde sus inicios. El mayor usuario de la tecnología de tratamiento térmico por inducción es el campo de las autopartes.

La tecnología de tratamiento térmico por inducción tiene muchas ventajas, como alta calidad, alta eficiencia, ahorro de energía, protección del medio ambiente, etc., que satisface las necesidades de la producción de automóviles modernos y mejora rápidamente el nivel técnico. Los equipos de calentamiento por inducción de alta frecuencia son ampliamente utilizados. en el campo de autopartes como válvulas, varillas, bielas, cigüeñales, árboles de levas, engranajes, juntas universales, campanas y semiejes, etc., en las que el extremo de la varilla de la válvula para enfriamiento continuo, enfriamiento o cono de choque para automático la operación continua se convirtió en el tratamiento térmico de inducción de válvulas de la tecnología más exitosa en el país y en el extranjero, ganó el favor de los fabricantes de válvulas, más de 100 fabricantes de válvulas nacionales tienen más de 5 equipos de alta frecuencia. Jinan Ward Auto Parts Co., Ltd. tiene más de 30 conjuntos de equipos de enfriamiento por inducción (o líneas de producción continua), con una producción anual de válvulas de enfriamiento por inducción de más de 20 millones, lo que lo convierte en uno de los fabricantes con mayor producción y el mayor volumen de exportación entre los fabricantes de válvulas de China.

2. Requisitos básicos para el enfriamiento por inducción de válvulas de motores de combustión interna

Válvula (después del tratamiento de templado) para el tratamiento térmico de endurecimiento por inducción, el propósito es satisfacer las condiciones técnicas de la puerta de entrada y escape del motor de combustión interna (GB/T23337-2009) y la cara del extremo del vástago (o cono), resistente al desgaste. condición de la tecnología de válvulas de motores de automóviles (QC/T469-2002), han señalado que la dureza del extremo del vástago después del enfriamiento de la superficie debe ser de 48 HRC, o cuando el ministro del extremo del vástago es > 4 mm, la profundidad de la capa de endurecimiento debe ser de 2 mm o más. ) o la profundidad de la capa de endurecimiento debe ser de 0.6 mm o más. La capa endurecida del cono del disco después del enfriamiento de la superficie debe ser ≥1.5 mm y su valor de dureza debe cumplir con los requisitos del dibujo. El tamaño de grano del extremo del vástago y el cono templado por inducción debe ser menor que el grado 8. Se puede ver que el endurecimiento por inducción del cono y el vástago de la válvula es requerido por el estándar y es un medio de tratamiento térmico indispensable para mejorar la válvula. dureza superficial.

  • Los requisitos técnicos del tratamiento térmico de inducción de válvulas, la forma y la selección de bobinas de inducción.

1. Requisitos técnicos

Los requisitos técnicos para el enfriamiento rápido por inducción de válvulas incluyen la dureza de la superficie (o cara del extremo), la profundidad o longitud de la capa endurecida (apagado), la estructura metalográfica, la distorsión y la apariencia, etc.

(1) El templado cónico requiere que el cono de la válvula (puerto de la válvula) se ajuste repetidamente a la base de la válvula, y se requiere que su superficie tenga alta dureza y buena resistencia al desgaste. El enfriamiento por inducción puede cumplir con sus requisitos. La dureza cónica del enfriamiento cónico es de 45~58HRC, la profundidad de la capa de endurecimiento es generalmente ≥1.5 mm, el tamaño del grano es de más de 8 grados y se requiere el requisito de tecnología de enfriamiento de cierta forma cónica de válvula.

(2) los requisitos de enfriamiento del extremo de la varilla para los requisitos técnicos para el enfriamiento del vástago de la válvula 50 ~ 60 dureza HRC, la profundidad de la capa de endurecimiento de 2 mm o más, el tamaño de grano fino en una magnitud 8, etc., el proceso requiere una varilla de endurecimiento, endurecimiento por impacto de copia, enfriamiento del extremo de la varilla, figura 2, figura 3, figura 4 para algunos requisitos de tecnología de endurecimiento del vástago de la válvula, impacto de la barra de perfil y enfriamiento del extremo de la varilla.

2. Forma y selección de bobinas de inducción.

(1) El inductor de enfriamiento cónico adopta un inductor especial para el enfriamiento gradual. En general, hay dos tipos de inductores de enfriamiento cónico utilizados por la válvula: un inductor continuo y un inductor de bobina simple, cuya forma se determina de acuerdo con la superficie del cono del disco de la válvula.

El principio de enfriamiento del cono de la selección de la bobina de inducción, la bobina de inducción en el interior junto con los espacios entre el cono de la válvula es de 1.5 ~ 3 mm, la placa de la válvula gira en el proceso de calentamiento, parámetros específicos como corriente, voltaje, frecuencia, temperatura de calentamiento y el tiempo de calentamiento se establece mediante la prueba del proceso, la dureza y la profundidad del endurecimiento deben cumplir con los requisitos calificados, el tamaño del grano está bien en el nivel de grado 8 en la válvula de cono generalmente después de enfriar en 160 ~ 200 ℃ templado a baja temperatura y alta temperatura tratamiento de templado, para estabilizar la organización, reducir el estrés interno y la fragilidad.

(2) Inductor de enfriamiento del extremo del vástago Se utiliza un inductor especial para el enfriamiento del extremo del vástago de la válvula. Este diseño tiene en cuenta los diferentes requisitos técnicos, y los parámetros del proceso también son bastante diferentes, para cumplir con los requisitos de diferente dureza y longitud de enfriamiento de la varilla. Inductor de enfriamiento por impacto y copia. Los inductores de templado continuo y templado continuo y revenido de extremos de varilla se utilizan ampliamente con una alta eficiencia de producción.

  • Control de calidad del tratamiento térmico por inducción de válvulas

1. Control de calidad del proceso

Para cumplir con los requisitos técnicos de calidad de la válvula después del enfriamiento por inducción, la válvula debe calentarse y enfriarse mediante enfriamiento por inducción en la superficie del cono y el extremo del vástago. La estructura, forma y tamaño del inductor y el rociador deben cumplir con los requisitos de uso. De acuerdo con los resultados de la prueba del proceso, determine los mejores parámetros del proceso, etc., y siga los siguientes requisitos:

(1) Para determinar el voltaje, la corriente, la temperatura de calentamiento, el tiempo de calentamiento o la velocidad de alimentación, etc.

(2) Temperatura, presión, flujo, concentración del rango medio y tiempo de enfriamiento.

(3) La apariencia del inductor y la estructura del rociador de enfriamiento cumplen con los requisitos.

2. Métodos de inspección de calidad.

En la actualidad, la dureza, longitud o profundidad, tamaño de grano y otros métodos de inspección de la varilla de la válvula y la superficie del cono deben adoptar los siguientes requisitos:

(1) La inspección de dureza Rockwell/dimensional y la longitud de enfriamiento rápido se realizarán en el círculo exterior del cono o la varilla.

(2) Para aquellos que requieren inspección de dureza Vickers (plano), la dureza y la longitud se deben verificar de acuerdo con los requisitos después del pulido en el cono cortado o el plano de la varilla.

(3) La inspección del tamaño de grano se llevará a cabo después del pulido y la corrosión, según se requiera.

  • La última tendencia y desarrollo del tratamiento térmico por inducción de válvulas.

1. Últimos desarrollos

(1) Se puede realizar un tratamiento de recocido rápido después de la soldadura por fricción de la válvula entre la cabeza y la varilla para el procesamiento de alambre. La válvula se calienta en el inductor continuo y se elimina el engorroso proceso de recocido centralizado de la válvula después de la soldadura para ahorrar energía y reducir el consumo. Los fabricantes internacionales de válvulas comenzaron a aplicar la tecnología en algunas líneas de producción de válvulas.

(2) Se utiliza para calentar el frente de alineación del cuello de la válvula de soldadura de varilla de cabeza, especialmente para la válvula que no se puede enderezar en frío ni martillar el disco (martillo manual, fácil de hacer que el disco se caiga o hay un peligro oculto), puede eliminar la ocurrencia de una falla temprana de la válvula de un motor diesel.

(3) En la actualidad, la barra de acero austenítico resistente al calor es la materia prima para la fabricación de válvulas, que está hecha de material laminado en caliente a través de un tratamiento de solución sólida a alta temperatura. Para garantizar el rendimiento de la válvula, el tratamiento de solución sólida se utiliza principalmente en hornos eléctricos, hornos de gas, hornos de baño de sal, etc. El tratamiento de solución sólida con calentamiento por inducción puede lograr el propósito del tratamiento de solución sólida tradicional. La fuente de alimentación Super Audio se utiliza para lograr una buena eficiencia eléctrica a la temperatura por debajo del punto de Curie. Cuando la temperatura de tratamiento de la solución sólida es de 1100~1150℃, el consumo de energía eléctrica por tonelada de acero es de 350~400kW•h, y la eficiencia eléctrica del sistema de calefacción puede alcanzar alrededor del 65%.

2. Tendencias de desarrollo

(1) Desarrollar la automatización para reducir la intensidad del trabajo y mejorar la eficiencia de la producción.

La válvula adopta alimentación automática y alimentación para el tratamiento de enfriamiento de la superficie cónica y el extremo del vástago. Cuando ocurre una anomalía o falla, el equipo emite una alarma automáticamente, lo que resuelve fundamentalmente el problema de depender de los operadores para realizar un trabajo tedioso y repetitivo, y la calidad del producto es estable y la eficiencia de producción obviamente mejora.

(2) Desarrollar hacia una dirección inteligente, llevar a cabo la prevención y el control, y realizar alarmas, separación de productos de alta y baja temperatura y otras funciones.

(3) Una vez que el programa se ingresa de acuerdo con los requisitos del proceso, es controlado por una computadora. La interfaz de la pantalla de operación es clara, y se pueden completar todo tipo de instrucciones de acción al tocar la pantalla, y el personal puede realizar una inspección, para reducir la influencia de los factores humanos y garantizar la estabilidad y consistencia de la calidad del producto.

(4) Monitoreo en tiempo real del estado de funcionamiento y los parámetros de la fuente de alimentación (como voltaje, corriente, potencia, frecuencia, temperatura, etc.), realizando realmente un monitoreo en línea en tiempo real.

(5) El tratamiento térmico por inducción simulado por computadora se ha llevado a cabo en algunas empresas e institutos de investigación. De esta manera, la producción de prueba virtual de nueva tecnología reemplazará el tedioso ajuste del proceso de campo que requiere mucho tiempo.

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