[发明专利]一种盾构机转轴的花键轴头的热处理方法

说明书

本发明公开了一种盾构机转轴的花键轴头的热处理方法，包括如下步骤：1）采用高频感应淬火设备对花键轴头淬火；2）采用聚合物淬火液喷液淬火；3）回火：以180‑260℃的温度保温1.5h‑4.5h，然后空冷。花键轴头热处理后齿根部有效淬硬层深度0.7mm，热处理后表面硬度在HRC50‑HRC55，平均值为HRC53，达到设计要求。

技术领域

本发明涉及转轴热处理领域，尤其涉及一种盾构机转轴的花键轴头的热处理方法。

背景技术

盾构机转轴是应用于轨道交通基础设施建设领域的产品，主要用于挖掘地道设备的盾构机减速电机的传动件，一般转轴的设计长度为841mm-1600mm，采用空心轴装置降低重量，选择材料为40CrNiMoA，外径为φ95-φ155mm，端部的花键轴头的齿顶直径为φ94.4mm，齿根直径为φ88.4 mm，模数为3，齿数为30，花键高度41 mm，要求轮齿淬透，齿根部淬硬层深度为0.5-1.0mm，齿顶表面硬度为HRC50-55。该转轴表面结构复杂，同时感应淬火工艺影响因素大，从热处理工艺方法角度来讲，工艺难以达到技术要求。

发明内容

本发明目在于提供一种盾构机转轴的花键轴头热处理方法，从而解决上述问题，使其热处理后合格率达到95%以上。

为了实现上述目的，本发明公开了一种盾构机转轴的花键轴头的热处理方法，包括如下步骤：

1）将用于盾构机转轴定位的定位工装安装在感应淬火机床上；

2）将盾构机转轴吊装到感应淬火机床上，使盾构机转轴的花键轴头可旋转地套接在高频感应淬火设备的淬火感应器中；

3）对盾构机转轴的花键轴头进行淬火加热；

4）加热过程中连续采用聚合物淬火液喷液淬火冷却；

5）淬火完成后，进行回火处理。

进一步的，所述盾构机转轴为带中心孔的中空轴，其中心孔的两端均插接在所述定位工装上，所述定位工装上设置有与感应淬火机床的顶尖匹配的锥形沉孔，所述顶尖夹紧所述定位工装进而固定夹紧所述盾构机转轴。

进一步的，其特征在于，所述定位工装上位于所述锥形沉孔的两侧设置螺纹孔。

进一步的，在所述步骤3）中，所述花键轴头表面的加热温度为900-950℃。

进一步的，所述步骤5）中，回火处理以180-260℃的温度保温1.5h-4.5h，然后空冷。

进一步的，所述淬火感应器与花键轴头的外侧间隙为1-3mm。

进一步的，所述淬火感应器与花键轴头的外侧间隙为1.5-2.5mm。

进一步的，在所述步骤5）中，所述淬火感应器采用扫描式加热法对花键轴头进行加热：所述盾构机转轴相对所述淬火感应器旋转且上下运动，其旋转速度为1.0-2.0rad/s，上下运动速度为1.5-2.5mm/s。

进一步的，所述高频感应淬火设备的加热功率为100-200Kw，感应频率200KHz。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

花键轴头热处理后齿根部淬硬层深度0.5-1.0mm，热处理后表面硬度在HRC50-HRC55，平均值为HRC53，达到设计要求，同时，通过定位工装外表面呈锥状的结构与盾构机转轴的内孔配合，在兼顾盾构机转轴减重的情况下，可以实现盾构机转轴的旋转定位，同时也可以保证盾构机定位的工装不与淬火感应器干涉；其端面带中心孔及两个螺纹通孔，中心孔与设备自带的顶尖配合同时也便于后续的加工，定位工装上的螺纹孔便于固定吊装用的吊耳和拆卸定位工装。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明