為什么齒輪感應(yīng)淬火后的表面硬度會比普通淬火的高？

齒輪經(jīng)過感應(yīng)淬火后的表面溫度會比普通的淬火處理高，這是感應(yīng)淬火的特點(diǎn)，這也可以稱為超硬現(xiàn)象。其實(shí)為什么齒輪淬火后表面的硬度更高呢？為防止相鄰?fù)馆喕蜉S頸受到磁場影響而回火，因此，需要在有效圈上跨上導(dǎo)磁體束，既提高感應(yīng)器的效率，又防止磁力線散射。目前主要有兩種解釋。一是由于感應(yīng)加熱的方式，縮短了加熱時(shí)間，在加熱的過程中缺乏奧氏體晶粒產(chǎn)生的條件，因此導(dǎo)致了齒輪表面硬度提高了。第二種解釋就是因?yàn)橛捎诟袘?yīng)淬火時(shí)冷卻速度快，在齒輪淬火表面層存在較大的殘留壓應(yīng)力，從而提高了齒輪的表面硬度。

為了印證殘留應(yīng)力對金屬工件的作用，我們特意將經(jīng)過高頻感應(yīng)淬火設(shè)備淬火的工件切斷，然后再將其與切斷前的硬度做比較，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過切斷后的硬度平均降低了2HRC以上，因此可以證明殘留壓應(yīng)力去除之后，金屬工件的硬度是會降低的。為什么齒輪殘留留壓應(yīng)力會導(dǎo)致表面硬度的提高呢？淬火機(jī)床控制部分該控制系統(tǒng)由西門子S840D數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成,是該設(shè)備的核心部分，對淬火過程的凸輪軸運(yùn)動(dòng)、感應(yīng)器移動(dòng)、能量控制、冷卻水和淬火介質(zhì)的冷卻、供給等進(jìn)行控制,并具有自動(dòng)監(jiān)測和報(bào)警功能,能將故障編碼和主要內(nèi)容顯示在主菜單上。我們還可以從另一方面來解釋，這就是由于齒輪在經(jīng)過感應(yīng)設(shè)備淬火的時(shí)候，在低溫回火過程中，齒輪硬度下降的比普通淬火的要多。

現(xiàn)在，大家明白了為什么要使用高頻感應(yīng)淬火設(shè)備了嗎？因?yàn)辇X輪感應(yīng)淬火后的表面硬度會比普通淬火的更高，使用感應(yīng)淬火設(shè)備，可獲得高硬度高耐磨的金屬工件，何樂而不為呢？

汽車半軸坯料中頻感應(yīng)加熱質(zhì)量的控制

為便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，中頻感應(yīng)加熱金屬在國內(nèi)一些企業(yè)也逐漸得到廣泛運(yùn)用。

感應(yīng)加熱的基本原理是當(dāng)施感導(dǎo)體（感應(yīng)器）中通入交變電流以后，在它的周圍產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場，把金屬毛坯置于交變的磁場內(nèi)，在其內(nèi)部便產(chǎn)生一個(gè)交變電勢，在電動(dòng)勢作用下金屬內(nèi)部產(chǎn)生交變渦流。由于金屬毛坯電阻上的渦流發(fā)熱和磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下的磁滯損失發(fā)熱，把金屬毛坯加熱到所需要的溫度。由趨負(fù)效應(yīng)可知，電流僅在被加熱的金屬表面層流過，表面層中的金屬主要靠電流流過而加熱，內(nèi)層（中心金屬）則靠外層熱量向內(nèi)層傳導(dǎo)而加熱。一般來說，當(dāng)毛坯表面加熱到鍛造溫度時(shí)，表面和中心溫度差不得超過100℃。對于大直徑的毛坯，為了縮短內(nèi)層金屬的加熱時(shí)間、提高加熱速度，建議選用較低的電流頻率以增大電流透入深度，否則選用的頻率太高，電流透入深度將減少，不但延長了熱量由外層向內(nèi)層的傳遞時(shí)間，增加了熱量損失，熱效率低，甚至?xí)斐杀砻孢^熱。表面淬火變形小，較整理淬火生產(chǎn)率更高，因而生產(chǎn)過程中沒有特殊要求的多進(jìn)行表面淬火。小直徑毛坯感應(yīng)加熱時(shí)，由于截面尺寸小，可以采用較高頻率，以提高電效率。

中頻感應(yīng)加熱設(shè)備是目前主流的電磁感應(yīng)加熱技術(shù)，有很多優(yōu)點(diǎn)：升溫快，氧化和脫碳少，勞動(dòng)條件好，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。

汽車花鍵軸感應(yīng)加熱淬火與回火

不少花鍵軸類零件采用感應(yīng)加熱表面淬火，取代傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)熱處理，可以減少能源消耗。但是，現(xiàn)在大多數(shù)花鍵軸感應(yīng)加熱后仍然采用在爐子中進(jìn)行低溫回火的工藝。實(shí)際上,花鍵軸感應(yīng)加熱中有熱量傳入其心部,利用這一部分熱量對表面淬火層進(jìn)行自身回火,取消爐子低溫回火是完全可能的。將感應(yīng)器傾斜一定角度，使感應(yīng)器低端靠近錐齒輪大端，感應(yīng)器靠近錐齒輪小端，調(diào)整好感應(yīng)器傾斜角度及其與錐齒輪的間隙，使錐齒輪在感應(yīng)器中旋轉(zhuǎn)，即可獲得均勻加熱。

淬火噴水冷卻過程停止后，零件表面經(jīng)過一定時(shí)間才達(dá)到溫度。我們一般所指的自身回火溫度就是指這個(gè)溫度。自身回火過程不是在恒定的溫度，而是在某一溫度范圍內(nèi)，可持續(xù)幾分鐘。多數(shù)花鍵軸要求硬度范圍在HRC48至58之間，傳統(tǒng)常采用爐中回火的工藝。

花鍵軸感應(yīng)加熱淬火層的殘余應(yīng)力分布與一般軸類零件不同。由于在花鍵部位 有拉伸殘余應(yīng)力存在，特別是花鍵接近根部處達(dá)到值，往往造成花鍵開裂。 為了減少花鍵部有害的拉伸殘余應(yīng)力，提高自身回火溫度是有好處的。考慮到花鍵部要求耐磨，應(yīng)該保持相當(dāng)高的硬度，當(dāng)回火溫度在250至300攝氏度之間時(shí)，由于馬氏體析出高度彌散的碳化物，馬氏體比容減少。因此，我們選定花鍵軸自身回火溫度為250至270攝氏度，花鍵部位的殘余應(yīng)力接近于零，可 以有效地防止花鍵開裂。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?；ㄦI軸由爐中回火改為回火，質(zhì)量穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)過花鍵開裂的質(zhì)量問題，且減少了設(shè)備負(fù)荷，節(jié)省了電能。

依據(jù)汽車行業(yè)工件的特點(diǎn)，感應(yīng)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(yīng)淬火及回火。點(diǎn)擊了解更多汽車行業(yè)零件熱處理的解決方案。