感應(yīng)淬火技術(shù)在風(fēng)電增速齒輪箱內(nèi)齒圈上的應(yīng)用

在齒輪的強化方法中，感應(yīng)淬火與調(diào)質(zhì)、滲碳、滲氮一起構(gòu)成四大基礎(chǔ)工藝?？紤]到生產(chǎn)實際，在風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈的批量生產(chǎn)中采用滲氮或感應(yīng)淬火工藝可以獲得比較高的生產(chǎn)效率及較低的生產(chǎn)成本。具體采用何種工藝主要由客戶要求、自身工藝控制水平及生產(chǎn)效率成本等因素而定。根據(jù)ISO6336標(biāo)準(zhǔn)，對于模數(shù)大于16的齒輪件就不再推薦使用氮化工藝提高表面硬度，故對模數(shù)大于16的內(nèi)齒圈推薦采用感應(yīng)淬火工藝進行加工。制動凸輪感應(yīng)器，由于工件要求的淬硬部位為兩個圓弧面，現(xiàn)代制動凸輪感應(yīng)器大都設(shè)計成仿形結(jié)構(gòu)。

1.感應(yīng)淬火工藝

風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈一般采用逐/隔齒沿齒溝掃描技術(shù)進行感應(yīng)淬火。采用設(shè)計制造合理的感應(yīng)器，配合的工藝參數(shù)控制，可以生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)良、穩(wěn)定的感應(yīng)淬火齒圈。

2.感應(yīng)淬火的優(yōu)缺點

將感應(yīng)淬火技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈上，不僅具有生產(chǎn)、節(jié)約能源、環(huán)境污染小以及易于實現(xiàn)自動化等感應(yīng)淬火共有優(yōu)點，還具有以下特點：

（1）相比于氮化，其對基體硬度和組織要求可以適當(dāng)放寬。

（2）相比于滲碳淬火，工件不是整體加熱，變形較小，故相應(yīng)磨量較小，設(shè)計放模量可減少，且后續(xù)生產(chǎn)加工成本較低。

（3）批量生產(chǎn)時交貨期短，滿足一些客戶需求。

（4）便于機械化和自動化，設(shè)備緊湊，使用方便，勞動條件好。

但使用感應(yīng)淬火技術(shù)對內(nèi)齒圈進行加工，尚有以下困難及缺點待克服：新齒形產(chǎn)品工藝試驗周期較長，感應(yīng)器設(shè)計/相關(guān)工藝參數(shù)選擇需要慎之又慎；不能實現(xiàn)全齒寬淬硬。目前可滿足設(shè)計上80%齒寬高符合工藝要求，這一點也是未來需要改進和克服的地方；4、操作簡單方便，自動化程度高，只需一次編程、一次開機，所有工位即可按照預(yù)設(shè)程序，全部自動操作完成，省時省力，節(jié)能環(huán)保無污染。批量生產(chǎn)時，發(fā)生批量事故風(fēng)險較大，需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系和較高的質(zhì)量控制水平來進行控制。

錐齒輪感應(yīng)淬火工藝

新工藝針對錐齒輪的淬火工藝開發(fā)，但不受零件的限制。所有的工件都得到平直的、連續(xù)的表面，這樣淬火后工件才能得到足夠的尺寸精度。

原則上，新裝置的工作方式和一般模式相同。附加的是，新裝置具有堅固的底部固定和上部固定裝置，可以很好地夾持加熱后的工件，實現(xiàn)淬火工藝。

采取新一代感應(yīng)淬火設(shè)備和淬火工藝后，實現(xiàn)如下的優(yōu)點：

（1）工藝過程能夠在生產(chǎn)線實現(xiàn)。

（2）單件流動。

（3）工藝隨時開始，不需要爐子那樣長的加熱過程。

（4）由于加熱時間短，因此節(jié)能。

（5）由于控制優(yōu)良，可實現(xiàn)的重復(fù)性生產(chǎn)。

（6）工件終尺寸精度。

（7）工件變形小，廢品率低。

（8）后續(xù)工序少。

淬火設(shè)備的核心裝置是一種新的感應(yīng)淬火機床，配置完整的感應(yīng)器系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。

感應(yīng)加熱表面淬火在齒輪傳動件上的應(yīng)用

機械制造技術(shù)的進步向從事感應(yīng)淬火工藝和設(shè)備工作的技術(shù)人員提出了愈來愈多的難題。為解決這些難題，必須研制新的技術(shù)裝備和采用新的工藝方法。

齒輪傳動件工作時承受各種類型的載荷，為提高零件在各種服役條件下的強度和壽命， 對熱處理提出了許多具體的要求。比如：只要在淺淬硬層的表面獲得高硬度就可以提高表面耐磨性。對于重載齒輪， 應(yīng)增大輪齒高接觸載荷區(qū)即接近節(jié)圓直徑的淬硬層。沿齒廓即齒部和齒根淬火會提高在交變載荷下工作的齒輪的彎曲疲勞強度。淬硬層在齒根處斷開或齒根部淬硬層太淺，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，是很危險的。需解決的主要問題是選擇工作頻率和淬火方法，淬火方法對淬火感應(yīng)器的研制提出了很高的要求。5mm的齒輪，因齒形高寬，可以進行沿齒淬火，也可沿齒溝淬火，即可采用噴液（主要是水）冷卻，也可采用浸液冷卻。特殊設(shè)計感應(yīng)器能夠仿齒溝形狀的淬硬層，這與工件中感應(yīng)渦流的路徑有關(guān)。

在齒輪感應(yīng)淬火領(lǐng)域，可為客戶提供：齒輪單齒淬火、齒輪整體淬火、大型齒輪淬火解決方案。整套淬火設(shè)備包括：晶體管感應(yīng)加熱電源、淬火機床、設(shè)備冷卻系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)齒輪淬火過程全部自動化。