轉(zhuǎn)向齒條感應(yīng)淬火技術(shù)

感應(yīng)加熱電流頻率的選擇電流頻率的選擇與齒條齒面和齒背的硬化層深、齒傾角及零件直徑等因素有關(guān)。

要保持感應(yīng)淬火技術(shù)在轉(zhuǎn)向齒條生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用,必須設(shè)計(jì)研制擠壓夾持裝置,確保該技術(shù)在大批量生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮功效。試驗(yàn)中運(yùn)用了多種擠壓裝置(淬火機(jī)床)較好地解決了大批量生產(chǎn)中齒條的裝夾定位問(wèn)題。

在轉(zhuǎn)向齒條接觸式感應(yīng)淬火過(guò)程中,采用保證齒溝都得到充分冷卻的噴水并在齒條加熱本體的另一側(cè)輔助噴淋冷的冷卻方式,在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)加強(qiáng)齒條的硬化及減小畸變產(chǎn)生了良好的效果。

限制淬火畸變方法：

①淬火時(shí)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(duì)于另外2個(gè)支撐塊的高度,要控制在一定范圍內(nèi),同時(shí)3個(gè)支撐塊的布置必須同軸;②系統(tǒng)對(duì)齒條壓緊,選擇合理的系統(tǒng)壓力;③齒條淬火時(shí),合理選擇壓緊部位。

花鍵軸零件感應(yīng)淬火

花鍵軸類(lèi)汽車(chē)零件在使用中承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和滑動(dòng)摩擦,所以需要具有較高的表面硬度和抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。感應(yīng)淬火是提高其使用性能的方法之一。在汽車(chē)或機(jī)械制造領(lǐng)域中,花鍵軸類(lèi)零件往往是承受交變的扭轉(zhuǎn)、交變的彎曲和滑動(dòng)摩擦等載荷。工作原理也很簡(jiǎn)單：工件加熱后做勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行噴液淬火，感應(yīng)器帶噴水，這樣可使工件加熱到所需溫度后，可立即自動(dòng)打開(kāi)噴水電磁閥噴水，可保證淬硬層深度和淬火硬度。商用車(chē)常見(jiàn)花鍵軸類(lèi)零件主要包括驅(qū)動(dòng)半軸、貫通軸、傳動(dòng)軸、花鍵軸、花鍵軸叉、軸間差速器殼、行星輪架軸、制動(dòng)凸輪軸等。在生產(chǎn)實(shí)踐中為提高這些零件的使用性能,除個(gè)別零件采用調(diào)質(zhì)工藝外,絕大部分零件采用感應(yīng)熱處理強(qiáng)化工藝,其抗彎曲強(qiáng)度和抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度等性能得到極大提高。

整體一次加熱淬火方法感應(yīng)器結(jié)構(gòu)為矩形銅管加導(dǎo)磁體的縱向分布形式,即由銅管繞制成矩形回線(xiàn)結(jié)構(gòu), 加熱時(shí),工件上的感生渦流縱向環(huán)流,在工件旋轉(zhuǎn)同時(shí)整個(gè)圓周面迅速被加熱。感應(yīng)器銅導(dǎo)線(xiàn)上裝置的導(dǎo)磁體起到控制磁力線(xiàn)分布的作用。淬火的硬度層深度,取決于感應(yīng)設(shè)備的頻率和加熱時(shí)間,頻率越高或加熱時(shí)間越短,硬度層深度越低。感應(yīng)器的附近裝置噴液冷卻器,在加熱工件達(dá)到設(shè)定溫度(或時(shí)間)時(shí)自動(dòng)噴液冷卻。目前,國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠家多采用整體一次加熱淬火方法來(lái)處理半軸這類(lèi)零件,零件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均達(dá)到比較好的狀態(tài)。

移動(dòng)(掃描、連續(xù))加熱淬火方法感應(yīng)器一般為圓環(huán)形回線(xiàn)結(jié)構(gòu),環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部通有足夠壓力和流量的循環(huán)冷卻水。誤區(qū)三：只看型號(hào)、不看功率例如將設(shè)備單項(xiàng)輸入電流120A和輸入功率120KVA混為一談，統(tǒng)稱(chēng)120機(jī)，致使買(mǎi)回后才發(fā)現(xiàn)真正的功率才80KVA，明著占了便宜，實(shí)則暗里吃了虧。感應(yīng)加熱時(shí),工件上有周向感生電流流動(dòng),工件一邊加熱一邊與感應(yīng)器相對(duì)移動(dòng),感應(yīng)器上裝有噴液器,以實(shí)現(xiàn)一邊移動(dòng)(掃描、連續(xù))加熱一邊噴射冷卻液冷卻,終實(shí)現(xiàn)淬火強(qiáng)化的目的。

薄壁齒輪的超音頻感應(yīng)加熱淬火

薄壁齒輪材料及熱處理技術(shù)要求

齒輪材料為45鋼。熱處理技術(shù)要求是齒坯正火到179-299HB，精切齒后沿齒溝高頻感應(yīng)加熱淬火到硬度48—55HRC。齒根淬硬層深度≥0.5mm。

淬火加熱電源設(shè)備

淬火機(jī)床功率100kW，加熱頻率100kHz。感應(yīng)器采用螺旋狀，同時(shí)感應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)增大與齒輪的耦合，提升感應(yīng)加熱的速度。

加熱工藝參數(shù)

加熱采用全齒同時(shí)加熱方式。通過(guò)加熱電源輸入功率的調(diào)節(jié)控制齒輪感應(yīng)加熱時(shí)獲得的比功率，從而控制感應(yīng)加熱速度。加熱后采用噴水冷卻的方式。

齒輪雙頻感應(yīng)加熱過(guò)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(guò)程共需30秒鐘。

這一過(guò)程為計(jì)算機(jī)所控制。由于加熱速度快，表面無(wú)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(wèn)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(mǎn)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。加熱小齒輪時(shí)，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。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。