齒圈高頻淬火過程中常見問題與對策

感應加熱淬火工藝簡單、、節(jié)能等特點受到了大家的歡迎，尤其現(xiàn)在對環(huán)保抓的比較嚴的當下，在大環(huán)境下可以說感應淬火是一種趨勢，齒圈高頻淬火設備就是應用的感應淬火原理?；ㄦI軸類零件在使用中承受扭轉應力和滑動摩擦，所以需要具有較高的表面硬度和抗扭轉強度。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。

齒圈感應加熱淬火有四種，沿齒溝感應淬火、逐齒感應淬火、回轉感應淬火、雙頻感應淬火。

1、沿齒溝感應淬火：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，但生產效率低。

2、逐齒感應淬火：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，會降低齒的強度。

3、回轉感應淬火：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、雙頻感應淬火：中頻預熱齒槽，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淬火方法為例）

齒輪感應淬火操作要點是什么?

1)齒輪全齒加熱淬火時，應在淬火機床上進行，齒輪與定位心軸的間隙應≤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，也可采用雙圈感應器串聯(lián)的方法一次完成淬火。

3)具有內外齒的齒輪淬火時，應先淬內齒輪，后淬外齒輪。必要時可用水冷卻內齒輪。

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

5)在單件或零星生產中，為操作方便和省去制作感應器的過程，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點支撐,其中一點為預應力支撐,其相對于另外2個支撐塊的高度,要控制在一定范圍內,同時3個支撐塊的布置必須同軸。將感應器傾斜一定角度，使感應器低端靠近錐齒輪大端，感應器靠近錐齒輪小端，調整好感應器傾斜角度及其與錐齒輪的間隙，使錐齒輪在感應器中旋轉，即可獲得均勻加熱。當用低高度感應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 )及感應淬火。動車軸、機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荷。齒輪感應淬火和滲碳、滲氮相比 ,具有節(jié)能、節(jié)約合金元素、生產周期短、勞動環(huán)境好以及可在線生產等優(yōu)點。因此 ,隨著齒輪感應淬火工藝的不斷改進 ,它在機床、汽車、拖拉機、機車以及回轉支承等制造工業(yè)等應用領域得到了越來越廣泛的應用。

常規(guī) (單頻 )齒輪感應淬火

機床傳動齒輪使用感應淬火早 ,但受當時感應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 ,此種方法應用極廣 ,并且已有極成熟的工藝與裝備。

汽車半軸局部感應加熱感應器的類型

仿型的多孔位感應器形式

仿型的多孔位感應器中每只感應器為仿型的感應器,進、出料在線圈的同一端。各感應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　感應器水平放置,坯料放在感應器前的托架上按節(jié)拍由人工送進感應器,感應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,個位置是進料時,頂桿作為定位擋;第2個位置是加熱時,頂桿退出感應器,以免頂桿受熱;第3 個位置是加熱時間結束推出加熱好的坯料。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。

(2) 氣缸自動送料、退料方式　感應器傾斜放置,坯料放在感應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器進行加熱,在進料端由氣缸進行定位,不需要在感應器另一端定位。加熱時間結束,氣缸活塞下行,隨之帶動缸體、V型托架,端部已經加熱好的坯料退出感應器,送入鍛壓設備成形。感應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，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淬火及回火。