花鍵軸淬火、凸輪軸淬火、齒輪軸淬火分別用什么樣的軸類淬火機(jī)

金屬軸類工件屬于機(jī)械傳動的一種，像花鍵軸、凸輪軸、齒輪軸等，廣泛應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備中，汽車零件中也少不了這三類軸類產(chǎn)品，它們有一個共同的性質(zhì)就是在生產(chǎn)的過程中都需要進(jìn)行加熱淬火處理。先進(jìn)比較好的熱處理設(shè)備就要屬感應(yīng)類淬火設(shè)備了，軸類的感應(yīng)淬火一般有專門的軸類淬火設(shè)備，因為不同的軸類工件形狀、性能不同，所以選用的軸淬火設(shè)備也會有所區(qū)別，單軸類淬火機(jī)的種類就有很多，那么，花鍵軸淬火、凸輪軸淬火、齒輪軸淬火分別用什么樣的軸類淬火機(jī)呢?工件表層高密度電流的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽贡韺拥臏囟壬?，即實現(xiàn)表面加熱。一起來看。

花鍵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。感應(yīng)淬火是提高其使用性能的方法之一。在汽車或機(jī)械制造領(lǐng)域中，花鍵軸類零件往往是承受交變的扭轉(zhuǎn)、交變的彎曲和滑動摩擦等載荷?；ㄦI軸淬火設(shè)備，可提高花鍵軸的抗彎曲強(qiáng)度和抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度等性能。為了避免發(fā)生脆性斷裂,滿足強(qiáng)度與韌性的要求,目前車軸常采用調(diào)質(zhì)或正火工藝,但往往因疲勞與微動磨蝕磨損性能欠佳,而沒有達(dá)到應(yīng)有的使用壽命。工作原理也很簡單：工件加熱后做勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時進(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，可立即自動打開噴水電磁閥噴水，可保證淬硬層深度和淬火硬度。

凸輪軸是活塞發(fā)動機(jī)里的一個部件，它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。給凸輪軸淬火目的是高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。凸輪軸的淬火可選用凸輪軸淬火機(jī)凸輪軸淬火機(jī)，它是對凸輪軸表面進(jìn)行淬火處理的機(jī)械設(shè)備，它采用圓形感應(yīng)器，對凸輪軸的凸輪及其他淬火部位，進(jìn)行逐個淬火工藝，感應(yīng)加熱設(shè)備的質(zhì)量穩(wěn)定可靠，硬質(zhì)達(dá)到材質(zhì)要求的硬度，淬硬層合格。軸承高頻淬火設(shè)備低淬鋼感應(yīng)淬火的特點有：低淬鋼感應(yīng)淬火工藝適用于復(fù)雜工件，如齒輪、軸承環(huán)與傳動十字軸等，低淬鋼的晶粒度為11～12級，而一般鋼的晶粒度為7～8級，晶粒細(xì)化使抗脆性斷裂性能提高5～10倍。

齒輪感應(yīng)淬火的作用與目的

近年來 ,隨著齒輪生產(chǎn)商對技術(shù)認(rèn)識的不斷提高，帶來了多方面的改進(jìn)，如低噪音、輕量化、低成本和高承載能力等，使得齒輪副在高速和大扭矩作用下產(chǎn)生少的熱量。并不是所有的齒輪都適應(yīng)感應(yīng)淬火 ,外螺旋直齒輪、蝸桿齒輪、內(nèi)齒輪、齒條和鏈齒屬于典型的感應(yīng)淬火齒輪零件。相反，錐齒輪、雙曲面齒輪和非圓形齒輪幾乎不使用感應(yīng)熱處理。實施全齒淬火時齒輪應(yīng)旋轉(zhuǎn)，單齒淬火時齒輪不旋轉(zhuǎn)，每淬完一齒后轉(zhuǎn)動下一齒，直至全部淬完為止。

與滲碳和滲氮相比，感應(yīng)淬火不要求齒輪整體加熱。通過感應(yīng)淬火，可將熱量地施加于特定的區(qū)域，使該區(qū)域產(chǎn)生所期望的相變 (例如齒廓、齒根和齒頂有選擇的硬化) ，且對其余區(qū)域的影響很小。根據(jù)應(yīng)用情況，齒部硬度范圍一般是 42～60 HRC。

齒輪感應(yīng)淬火的一個目的是在齒輪的特殊部位得到細(xì)晶的全馬氏體層 ,以提高硬度和耐磨性。 但不會使其余部分受熱處理的影響。 硬度的增強(qiáng)也提高了接觸疲勞強(qiáng)度 ,由于同時增強(qiáng)了硬度、耐磨性并可獲得細(xì)晶粒的馬氏體層 ,所以可以使用廉價的中高碳鋼或低合金鋼去替代較貴的高合金鋼。凸輪軸是活塞發(fā)動機(jī)里的一個部件，它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。

并非總是能夠得到全馬氏體層 ,根據(jù)鋼的品種不同 ,硬化層不可避免存在殘余奧氏體 (除非使用低溫處理) 。 對于含碳量高的鋼和鑄鐵 ,尤其如此。

齒輪感應(yīng)淬火的另外一個目的是增加齒輪表面壓應(yīng)力。這是很重要的，因為它有助于抑制裂紋的產(chǎn)生，也阻止了拉應(yīng)力引起的彎曲疲勞性能的下降。這種鋼鐵的使用 ，使它原先的顯微組織和齒輪工況 (包括載荷情況和操作環(huán)境) 決定了所需要的表面硬度、芯部硬度、硬度斷面、齒輪強(qiáng)度和殘余應(yīng)力分布。試驗中運(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題。

提升齒輪硬度的方式：感應(yīng)加熱及淬火

齒輪旋轉(zhuǎn)淬火（使用環(huán)形感應(yīng)器）

旋轉(zhuǎn)淬火是的感應(yīng)齒輪硬化方法，并且它特別適用于中等大小的齒輪。在加熱期間旋轉(zhuǎn)齒輪以確保能量的均勻分布?？梢允褂铆h(huán)繞整個齒輪的感應(yīng)器。當(dāng)應(yīng)用感應(yīng)器時，有五個參數(shù)對硬度起主要作用：頻率，功率，循環(huán)時間，感應(yīng)器幾何形狀和淬火條件。通過加熱時間，頻率和功率的變化獲得的感應(yīng)淬火圖案。通常，當(dāng)僅需要硬化齒尖時，應(yīng)結(jié)合較短的加熱時間來施加較高的頻率和較高的功率密度。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。為了硬化齒根，使用較低的頻率。

感應(yīng)淬火是一個兩步過程：加熱和淬火。兩個階段都很重要。在旋轉(zhuǎn)淬火應(yīng)用中有三種方法來淬火齒輪

1.將齒輪浸入淬火槽中。這種技術(shù)特別適用于大齒輪；

2.使用集成噴霧淬火“就地”淬火。中小型齒輪通常使用這種技術(shù)淬火；

3.使用位于感應(yīng)器下方的單獨(dú)的同心噴霧滅火塊（淬火）。機(jī)械零部件一般為金屬制品，金屬在開采過程中由于其內(nèi)部的雜質(zhì)較多，其物理化學(xué)性質(zhì)在使用中存在著嚴(yán)重的不穩(wěn)定性，通過熱處理加工，能夠有效的對其進(jìn)行提純，完善其內(nèi)部的純度，熱處理技術(shù)還能夠強(qiáng)化其質(zhì)量的提升，優(yōu)化其實際的使用性能。淬火-蒸氣層，沸騰和對流熱傳遞的三個階段的經(jīng)典冷卻曲線不能直接應(yīng)用于噴射淬火。由于噴射淬火的性質(zhì)，兩個階段被大大抑制。同時，在對流階段期間的冷卻更嚴(yán)重。齒輪幾何形狀和轉(zhuǎn)速是在齒輪淬火期間對淬火流動和冷卻嚴(yán)重性具有顯著影響的其它因素。同樣重要的是避免感應(yīng)器和淬火系統(tǒng)相對于齒輪和齒輪擺動的偏心。即使齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪擺動將導(dǎo)致齒輪的特定部分在加熱期間更熱，因為不管旋轉(zhuǎn)，它將總是更靠近線圈。除了不均勻加熱以外，擺動還引起不均勻淬火，導(dǎo)致額外的硬度不均勻性和齒輪形狀變形。已經(jīng)報道，使用齒輪旋轉(zhuǎn)硬化技術(shù)而不是“逐齒”或“間隙”方法在齒根內(nèi)獲得更有利的壓縮應(yīng)力。