齒圈高頻淬火過程中常見問題與對策

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，齒圈高頻淬火設(shè)備就是應(yīng)用的感應(yīng)淬火原理?；ㄦI軸類零件在使用中承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和滑動摩擦，所以需要具有較高的表面硬度和抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。齒圈(包括外齒圈和內(nèi)齒圈)作為常用的機(jī)械傳動零件，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策（這里主要以沿齒溝感應(yīng)淬火方法為例）

齒輪感應(yīng)淬火操作要點(diǎn)是什么?

1)齒輪全齒加熱淬火時，應(yīng)在淬火機(jī)床上進(jìn)行，齒輪與定位心軸的間隙應(yīng)≤0. 40mm，定位心軸臺階高為5~10mm即可，太大時會對齒輪加熱有影響。

2)雙聯(lián)齒輪淬火時，當(dāng)大、小齒輪的距離≤15mm時，先淬大齒輪，后淬小齒輪。加熱小齒輪時，為防止將已淬硬的齒面加熱，可采用三角形截面感應(yīng)器，或用銅板屏蔽的方法。對于直徑不大的雙聯(lián)齒輪，為提率，也可采用雙圈感應(yīng)器串聯(lián)的方法一次完成淬火。

3)具有內(nèi)外齒的齒輪淬火時，應(yīng)先淬內(nèi)齒輪，后淬外齒輪。必要時可用水冷卻內(nèi)齒輪。

4)端面有離合卡爪的齒輪淬火時，應(yīng)先淬卡爪，后淬齒輪。必要時可用水冷卻卡爪。

5)在單件或零星生產(chǎn)中，為操作方便和省去制作感應(yīng)器的過程，可采取一些簡便的淬火方法。例如：用普通外圓感應(yīng)器加熱錐齒輪。限制淬火畸變方法：①淬火時在齒條背部采用3點(diǎn)支撐,其中一點(diǎn)為預(yù)應(yīng)力支撐,其相對于另外2個支撐塊的高度,要控制在一定范圍內(nèi),同時3個支撐塊的布置必須同軸。將感應(yīng)器傾斜一定角度，使感應(yīng)器低端靠近錐齒輪大端，感應(yīng)器靠近錐齒輪小端，調(diào)整好感應(yīng)器傾斜角度及其與錐齒輪的間隙，使錐齒輪在感應(yīng)器中旋轉(zhuǎn)，即可獲得均勻加熱。當(dāng)用低高度感應(yīng)器加熱高度較高的圓柱齒輪時，可先加熱齒輪的中間部位，然后上下移動齒輪，使齒輪沿齒寬方向溫度均勻后即可冷卻淬火。

6)大模數(shù)齒輪采用單齒連續(xù)加熱淬火時，為保證感應(yīng)器與齒部間隙的一致性，一般采用靠模對齒溝定位。

齒輪感應(yīng)淬火的發(fā)展

齒輪的硬齒面熱處理工藝主要有 :滲碳 (和碳氮共滲 )、滲氮 (和軟氮化 )及感應(yīng)淬火。動車軸、機(jī)車軸是一種即傳遞動力而又起支撐作用的心軸,而車輛軸是一種不傳遞動力而只起支撐作用的心軸,主要承受彎曲或彎曲疲勞負(fù)荷。齒輪感應(yīng)淬火和滲碳、滲氮相比 ,具有節(jié)能、節(jié)約合金元素、生產(chǎn)周期短、勞動環(huán)境好以及可在線生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因此 ,隨著齒輪感應(yīng)淬火工藝的不斷改進(jìn) ,它在機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)、機(jī)車以及回轉(zhuǎn)支承等制造工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

常規(guī) (單頻 )齒輪感應(yīng)淬火

機(jī)床傳動齒輪使用感應(yīng)淬火早 ,但受當(dāng)時感應(yīng)淬火電源頻率的限制 ,大部分仍采用高頻200kHz或中頻 25～8kHz電應(yīng)淬火。此種工藝常得到全齒淬硬或半齒淬硬的齒輪。

單齒一次加熱或掃描淬火

單齒一次加熱淬火中頻 8～10kHz常用于m =8mm以上的大模數(shù)齒輪。沿齒溝掃描淬火　沿齒溝掃描淬火主要用于m =6mm以上的直齒輪及斜齒輪 ,此種方法應(yīng)用極廣 ,并且已有極成熟的工藝與裝備。

汽車半軸局部感應(yīng)加熱感應(yīng)器的類型

仿型的多孔位感應(yīng)器形式

仿型的多孔位感應(yīng)器中每只感應(yīng)器為仿型的感應(yīng)器,進(jìn)、出料在線圈的同一端。各感應(yīng)器之間電氣連接方式,可以是并聯(lián),也可以是串聯(lián)。

人工送料、氣缸退料方式　感應(yīng)器水平放置,坯料放在感應(yīng)器前的托架上按節(jié)拍由人工送進(jìn)感應(yīng)器,感應(yīng)器的另一端裝有氣缸,這種氣缸中裝有兩個活塞,這種裝置可使缸的頂桿頭部有3個位置,個位置是進(jìn)料時,頂桿作為定位擋;第2個位置是加熱時,頂桿退出感應(yīng)器,以免頂桿受熱;第3 個位置是加熱時間結(jié)束推出加熱好的坯料。采用一般的多匝外圓感應(yīng)器淬火時,由于尖角效應(yīng),棱邊棱角部分的加熱速度比其它部分快,在波形槽溫度還未達(dá)到淬火溫度時,盲孔出口平臺的棱角棱邊就已過熱,甚至被燒熔。

(2) 氣缸自動送料、退料方式　感應(yīng)器傾斜放置,坯料放在感應(yīng)器前的氣缸缸體上的V型托架上,該氣缸缸桿固定不動,活塞(缸體) 可上下移動。變速箱內(nèi)各種齒輪、花鍵軸、傳支半軸、各種小軸、各種撥叉等高頻淬火的處理。這樣活塞移動,帶動缸體V型托架,將坯料端部移入感應(yīng)器進(jìn)行加熱,在進(jìn)料端由氣缸進(jìn)行定位,不需要在感應(yīng)器另一端定位。加熱時間結(jié)束,氣缸活塞下行,隨之帶動缸體、V型托架,端部已經(jīng)加熱好的坯料退出感應(yīng)器,送入鍛壓設(shè)備成形。感應(yīng)器傾斜角度以坯料可以順利推上退下而不傾倒為原則。

(3) 人工送料、人工退料方式　感應(yīng)器水平放置,人工送料,同人工退料。采用這種方式時, 定位等都由操作者掌握。

依據(jù)汽車行業(yè)工件的特點(diǎn)，研制了針對汽車軸類、齒輪齒圈類、等速萬向節(jié)鐘型殼類、輪轂軸承類、等速萬向節(jié)三柱槽殼類零件的感應(yīng)淬火及回火。