齒圈高頻淬火過程中常見問題與對(duì)策

感應(yīng)加熱淬火工藝簡單、、節(jié)能等特點(diǎn)受到了大家的歡迎，尤其現(xiàn)在對(duì)環(huán)保抓的比較嚴(yán)的當(dāng)下，在大環(huán)境下可以說感應(yīng)淬火是一種趨勢(shì)，齒圈高頻淬火設(shè)備就是應(yīng)用的感應(yīng)淬火原理。齒圈(包括外齒圈和內(nèi)齒圈)作為常用的機(jī)械傳動(dòng)零件，特別是大直徑齒圈通過感應(yīng)加熱淬火工藝進(jìn)行表面強(qiáng)化，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用中所需要的硬度。

齒圈感應(yīng)加熱淬火有四種，沿齒溝感應(yīng)淬火、逐齒感應(yīng)淬火、回轉(zhuǎn)感應(yīng)淬火、雙頻感應(yīng)淬火。

1、沿齒溝感應(yīng)淬火：使齒面和齒根得到硬化，齒頂中部無淬硬層。此法熱處理變形小，但生產(chǎn)效率低。

2、逐齒感應(yīng)淬火：齒面硬化，齒根無硬化層，提高齒面的耐磨性，但因熱影響區(qū)的存在，會(huì)降低齒的強(qiáng)度。

3、回轉(zhuǎn)感應(yīng)淬火：單圈掃描淬火或多匝同時(shí)加熱淬火，齒部基本淬透，齒根硬化層淺。適于中小齒輪，不適于高速、重載齒輪。

4、雙頻感應(yīng)淬火：中頻預(yù)熱齒槽，高頻加熱齒頂，得到基本沿齒廓分布的硬化層。

齒圈高頻淬火過程中常見問題與對(duì)策（這里主要以沿齒溝感應(yīng)淬火方法為例）

齒輪雙頻感應(yīng)加熱過程及齒輪材質(zhì)的選擇

雙頻加熱的原理是使用低高兩種頻率的熱源。首先，以較低頻率的熱源加熱(3—10kHz)，為齒輪預(yù)熱提供所需能量。

隨后，立即進(jìn)行高頻熱源加熱，頻率范圍100-250kHz之間。頻率選擇依齒輪尺寸及周節(jié)大小而定。高頻熱源將迅速使全部齒輪外表面加熱至淬火溫度，然后齒輪立即淬火，獲得設(shè)計(jì)所規(guī)定的硬度。

在雙頻加熱中，固定在心軸上旋轉(zhuǎn)著的齒輪接受預(yù)熱，隨后一個(gè)快速“脈沖使之達(dá)到終適宜的淬火溫度后，工件被送入水中淬火。全部過程共需30秒鐘。

這一過程為計(jì)算機(jī)所控制。由于加熱速度快，表面無氧化、脫碳現(xiàn)象，外觀質(zhì)量及心部材料的性能仍保持不變。

制造齒輪有多種材料，從工藝及經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)，鋼得到廣泛應(yīng)用。

含碳量決定鋼能達(dá)到的硬度。通常用于感應(yīng)熱處理的鋼，視其表面的設(shè)計(jì)硬度要求，含碳量一般為0.40，0.50或0.60％為宜。

要使零件在局部加熱之后淬火硬化，鋼的含碳量必須達(dá)到設(shè)計(jì)硬度的要求。

雙頻感應(yīng)淬火解決這一問題的辦法是，嚴(yán)格控制熱處理變形，使變形量限制在太多數(shù)齒輪的設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)。

齒輪淬火處理有其特點(diǎn)，雙頻感應(yīng)處理是各種方法中較理想的。在常規(guī)處理中，要同時(shí)滿足一定的硬化層深度及變形要求是困難的，因?yàn)閮烧邥?huì)相互影響，相互制約。而雙頻感應(yīng)方法僅對(duì)齒輪的局部提供淬火所必須的能量(比常規(guī)生產(chǎn)減少2—3倍)，因此，變形范圍及硬化深度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

汽車半軸感應(yīng)熱處理淬火工藝

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出通過變速器、后橋，經(jīng)半軸傳到車輪，使車輪承受扭轉(zhuǎn)力與沖擊，在汽車傳動(dòng)中，半軸屬于不可或缺的關(guān)鍵部件。半軸需要具備高硬度、高強(qiáng)度等性能，以便保證汽車在行駛中有著良好的性能和安全保證。目前半軸采用感應(yīng)淬火工藝。半軸法蘭與桿部硬化層的連續(xù)與否，以及桿部硬化層深度與直徑之比，大齒輪淬火設(shè)備維護(hù)，是提高半軸疲勞強(qiáng)度的關(guān)鍵。

半軸感應(yīng)淬火一般有掃描淬火與一次加熱淬火兩種。一次加熱淬火適用于半軸的大批量生產(chǎn)。從生產(chǎn)率、淬火質(zhì)量、節(jié)能效果與生產(chǎn)成本進(jìn)行比較。一次加熱淬火比掃描淬火為優(yōu)，但需要大功率電源、冷卻系統(tǒng)及專用設(shè)計(jì)的感應(yīng)器結(jié)構(gòu)。

1、半軸掃描淬火，一般采用立式通用淬火機(jī)或?qū)Ｓ么慊饳C(jī)。首先加熱法蘭面到淬火溫度，然后對(duì)桿部與花鍵部進(jìn)行掃描淬火。

2、半軸一次加熱淬火，是將整根半軸的淬火區(qū)域一次進(jìn)行加熱，是一種先進(jìn)的工藝。由于一次冷卻量特別大，因此需配專用的冷卻系統(tǒng)及特殊設(shè)計(jì)的感應(yīng)器。國內(nèi)汽車制造廠已成功地將此工藝應(yīng)用于生產(chǎn)，取得生產(chǎn)率提高數(shù)倍、彎曲疲勞強(qiáng)度大大提高，并且節(jié)能效果顯著。

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