齒輪淬火

齒輪淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。

齒輪淬火的必要性

有些零件（包括齒輪在內）在工件時在受扭轉和彎曲等交變負荷、沖擊負荷的作用下，它的表面層承受著比心部更高的應力。在受摩擦的場合，表面層還不斷地被磨損，因此對一些零件表面層提出高強度、高硬度、高耐磨性和高疲勞極限等要求，只有表面強化才能滿足上述要求。由于表面淬火具有變形小、生產率高等優(yōu)點，因此在生產中應用極為廣泛。齒圈(包括外齒圈和內齒圈)作為常用的機械傳動零件，特別是大直徑齒圈通過感應加熱淬火工藝進行表面強化，達到實際應用中所需要的硬度。

齒輪淬火目的

齒輪淬火原理：將工件放入感應器(線圈)內，當感應器中通入一定頻率的交變電流時，周圍即產生交變磁場。交變磁場的電磁感應作用使工件內產生封閉的感應電流──渦流。電流在工件截面上的分布很不均勻，工件表層電流密度很高，向內逐漸減小，這種現象稱為集膚效應。工件表層高密度電流的電能轉變?yōu)闊崮?，使表層的溫度升高，即實現表面加熱。電流頻率越高，工件表層與內部的電流密度差則越大，加熱層越薄。齒輪鏈輪淬火設備在選型時容易走進的三個誤區(qū)市面上齒輪鏈輪淬火設備分很多種，不是很熟門熟路的消費者在選擇的時候往往會走進誤區(qū)。在加熱層溫度超過鋼的臨界點溫度后迅速冷卻，即可實現表面淬火。

解決花鍵軸同一鍵槽各部位淬火加熱溫度不均勻性問題：

(1)減少感應器高度在保證感應器本身強度及內部冷卻系統冷卻能力的前提下,減少感應器高度,使感應器可以進入花鍵三分之一后就開始加熱,使感應器預熱部位的作用得以充分發(fā)揮。

(2)增加預熱工藝增加預熱工藝,感應器在花鍵軸鍵槽下部起始位置加熱一、二秒后開始運動,增加花鍵軸鍵槽下部加熱效果。這樣達到花鍵軸同一鍵槽各部位淬火加熱溫度的均勻。

感應在中國是感應熱處理龍頭企業(yè)，致力于感應淬火技術的研發(fā)已有十多年的歷程，目前擁有多項核心專利，其淬火機床已應用于眾多工業(yè)領域傳動部件及動力輸出部件的感應淬火。

變速器換檔叉軸感應淬火

換檔叉軸結構獨特,技術要求高,采用常規(guī)的感應淬火工藝難以達到技術要求。熱處理技術要求及零件結構特點零件材料為45鋼，要求波形槽部分感應淬火,硬度≥55HRC,有效硬化層深≥2ｍｍ。

采用一般的多匝外圓感應器淬火時,由于尖角效應,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。我們曾經試過在盲孔中插入銅塞,以屏蔽盲孔及出口處的棱邊棱角。雖然解決了棱邊棱角過熱過燒,但由于零件整個圓柱面被加熱,盲孔受到熱影響產生變形,無法保證尺寸要求。采用平面感應器對波形槽單邊加熱時,由于平面感應器的功率損耗大,電效率低,加熱速度慢,在加熱波形槽過程中,熱量已向盲孔傳導,再加上平面感應器磁力線逸散入盲孔,當波形槽溫度達淬火溫度時,盲孔也已被加熱,無法達到盲孔精度要求。機械零部件淬火選用表面淬火設備效率更高機械零部件為什么需要淬火。

改進工藝方案為零件預先反彎曲變形→屏蔽感應加熱淬火→回火→校直→磨外圓。(1)用紫銅管制造屏蔽套。其作用是把不需加熱的地方全部屏蔽,只露出波形槽部分,這樣,在波形槽感應加熱淬火過程中可地減少盲孔受到的熱影響。 (2)感應器仍采用電的圓柱形感應器。(3)為減少淬火變形,采用聚乙烯醇冷卻液。車軸表面強化工藝的選擇對于絕大部分軸類零件,通常采用高頻或中頻表面淬火來提高其使用壽命。(4)在零件感應加熱前進行預先反變形處理。

汽車半軸局部感應加熱感應器的類型

等直徑變匝距感應器 當變截面圓柱體毛坯加熱時,例如帶臺階的變徑毛坯,在同一加熱時間內,必須保證在各個區(qū)段上析出不同的能量,能量也就是單位長度上的功率與直徑區(qū)段相對應。這一點靠各區(qū)段上磁場強度的相應分布便可做到,為此感應器應做成變匝距的。直徑的區(qū)段上的匝距而磁場強度。為此要確定各個區(qū)段上的單位功率, 平均單位功率和平均單位匝數,感應器的分段長度。常用的回火方法:低溫回火(回火溫度為150~250℃)、中溫回火(回火溫度為350~500℃)、高溫回火(回火溫度為500~680℃)。

以上這種變截面圓柱體毛坯加熱,感應器設計為變匝距,優(yōu)點是感應器可做成等直徑,不必仿型。

缺點是感應器設計制作較復雜,對于相對較細的直徑來說感應加熱的效率偏低。而且設備調試也較復雜。

因此目前在半軸二火補溫加熱時更多得采用仿型感應器。感應器設計為等匝距。

等匝距仿型感應器 仿型感應器加熱的基本原理是根據感應加熱的電效率與感應器線圈內徑與坯料外徑之比有一定的函數關系來考慮的。

1.仿型的矩形感應器形式

矩形感應器又可稱為橢圓截面感應器,與這種仿型的矩形感應器配套的機械裝置常見的推料方式有3種情況:利用氣缸或液壓缸移動坯料;鏈式或板式輸送帶移動坯料;自動旋轉裝置移動坯料。

仿型的矩形感應器存在以下問題:由于坯料形狀的特殊性,向感應器進料和出料時,坯料在感應器內移動困難等問題。雖然感應器制作工藝較簡單,但機械動作較復雜,這種方式較少采用。

2.仿型的U型感應器形式

仿型的U型感應器是坯料端部感應加熱又一種常用的加熱方法。仿型的U型感應器常見的坯料移動方式,也有3種形式:利用氣缸推動坯料;利用鏈(板)式移動坯料;自動旋轉裝置移動坯料。

這種仿形的U型感應器的機械動作雖然比較矩形感應器簡單一些,但感應器的制作太復雜,人們也較少采用,另外,U型感應器的效率也相對。