45鋼是一種比較優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，以車軸為例，車軸是其中的一個應(yīng)用方向，采用高頻加熱設(shè)備對45鋼進行合理的熱處理可以有效提高車軸的使用壽命。

車軸是種變徑的圓柱體 ,要實現(xiàn)整體表面高頻淬火，淬火均勻，淬火效果達標(biāo)，在很大程度上取決于感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

加熱使用感應(yīng)器的設(shè)計應(yīng)用主要考慮一下內(nèi)容：

1.使被加熱零件的表面溫度均勻;

2.感應(yīng)器損耗小 ,電效率高;

3.感應(yīng)器通水冷卻良好;

4.制造簡單 ,有足夠的機械強度 ，操作使用方便。

車軸高頻淬火感應(yīng)器用矩形紫銅管制造成圓形感應(yīng)器 ,并通水冷卻 ,零件瞬間加熱后由附帶噴水圈進行噴水冷卻。為了保證在感應(yīng)加熱中減少熱損耗 提高加熱效率 ,感應(yīng)器與零件之間的間距盡可能小 ,但要有足夠的間隙 ,保證使感應(yīng)器能與車軸的相對運動順利進行。

縱觀我國的機車、車輛均采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼車軸 ,總體情況 ,應(yīng)該說碳素鋼車軸是成熟的、可靠的。對于高速列車車軸材料是選碳素鋼還是合金鋼 ,我國還沒有成熟的技術(shù)。由于各國的國情不同 ,技術(shù)觀點不同 ,選用的車軸材料不盡相同 ,但都屬于低碳鋼范疇。在調(diào)質(zhì)或正火的基礎(chǔ)上再施加表面感應(yīng)淬火強化處理 ,車軸的使用壽面成倍增長。因此 ,這是提高車軸使用壽命的一種重要工藝方法。表面感應(yīng)強化對提高車軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)疲勞強度、減少對缺口的敏感性和應(yīng)力集中十分有效。表面感應(yīng)淬火后 ,由于心部高的有效韌性和塑性 ,允許其硬化層有較高的硬度 ,以保持高的耐磨性、 強度和殘余壓應(yīng)力 ,充分發(fā)揮材料抗疲勞的潛力。國外對車軸高頻感應(yīng)淬火從過去的局部淬火、 分段淬火 ,發(fā)展到現(xiàn)在的表面全長淬火。

加熱溫度和加熱時間的關(guān)系當(dāng)材料和原始組織一定時,相變溫度隨著加熱速度增大而提高,為得到合格的淬火組織,相應(yīng)的淬火溫度也隨之提高。車軸感應(yīng)加熱升溫速度一般在 30～100 ℃/ s ,45鋼車軸的表面淬火加熱溫度選擇 890～960 ℃為佳 ,為了獲得較深的淬硬層深度 ,選擇上限加熱溫度。較長的加熱時間和較高的加熱溫度 ,可獲得較深的加熱深度 ,反之 ,加熱深度較淺。

在45鋼正火后，在具有相同機械性能的條件下，對其分別進行高頻淬火和調(diào)質(zhì)熱處理。發(fā)現(xiàn)前者以加熱時間快、可局部處理、生產(chǎn)成本低、實際操作簡單、可機械化等優(yōu)點完全可以代替常規(guī)熱處理工藝對車軸45鋼進行表面強化熱處理。