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

金屬軸類工件屬于機械傳動的一種，像花鍵軸、凸輪軸、齒輪軸等，廣泛應用在機械設備中，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就是在生產(chǎn)的過程中都需要進行加熱淬火處理。先進比較好的熱處理設備就要屬感應類淬火設備了，軸類的感應淬火一般有專門的軸類淬火設備，因為不同的軸類工件形狀、性能不同，所以選用的軸淬火設備也會有所區(qū)別，單軸類淬火機的種類就有很多，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呢?工件表層高密度電流的電能轉變?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。感應淬火是提高其使用性能的方法之一。在汽車或機械制造領域中，花鍵軸類零件往往是承受交變的扭轉、交變的彎曲和滑動摩擦等載荷?；ㄦI軸淬火設備，可提高花鍵軸的抗彎曲強度和抗扭轉疲勞強度等性能。為了避免發(fā)生脆性斷裂,滿足強度與韌性的要求,目前車軸常采用調(diào)質或正火工藝,但往往因疲勞與微動磨蝕磨損性能欠佳,而沒有達到應有的使用壽命。工作原理也很簡單：工件加熱后做勻速旋轉運動，同時進行噴液淬火，感應器帶噴水，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。凸輪軸的淬火可選用凸輪軸淬火機凸輪軸淬火機，它是對凸輪軸表面進行淬火處理的機械設備，它采用圓形感應器，對凸輪軸的凸輪及其他淬火部位，進行逐個淬火工藝，感應加熱設備的質量穩(wěn)定可靠，硬質達到材質要求的硬度，淬硬層合格。軸承高頻淬火設備低淬鋼感應淬火的特點有：低淬鋼感應淬火工藝適用于復雜工件，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，晶粒細化使抗脆性斷裂性能提高5～10倍。

齒輪感應淬火的作用與目的

近年來 ,隨著齒輪生產(chǎn)商對技術認識的不斷提高，帶來了多方面的改進，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感應淬火 ,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熱處理。實施全齒淬火時齒輪應旋轉，單齒淬火時齒輪不旋轉，每淬完一齒后轉動下一齒，直至全部淬完為止。

與滲碳和滲氮相比，感應淬火不要求齒輪整體加熱。通過感應淬火，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)應用情況，齒部硬度范圍一般是 42～60 HRC。

齒輪感應淬火的一個目的是在齒輪的特殊部位得到細晶的全馬氏體層 ,以提高硬度和耐磨性。 但不會使其余部分受熱處理的影響。 硬度的增強也提高了接觸疲勞強度 ,由于同時增強了硬度、耐磨性并可獲得細晶粒的馬氏體層 ,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。

齒輪感應淬火的另外一個目的是增加齒輪表面壓應力。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、齒輪強度和殘余應力分布。試驗中運用了多種擠壓裝置(淬火機床)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：感應加熱及淬火

齒輪旋轉淬火（使用環(huán)形感應器）

旋轉淬火是的感應齒輪硬化方法，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)繞整個齒輪的感應器。當應用感應器時，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淬火圖案。通常，當僅需要硬化齒尖時，應結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。在旋轉淬火應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淬火；

3.使用位于感應器下方的單獨的同心噴霧滅火塊（淬火）。機械零部件一般為金屬制品，金屬在開采過程中由于其內(nèi)部的雜質較多，其物理化學性質在使用中存在著嚴重的不穩(wěn)定性，通過熱處理加工，能夠有效的對其進行提純，完善其內(nèi)部的純度，熱處理技術還能夠強化其質量的提升，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用于噴射淬火。由于噴射淬火的性質，兩個階段被大大抑制。同時，在對流階段期間的冷卻更嚴重。齒輪幾何形狀和轉速是在齒輪淬火期間對淬火流動和冷卻嚴重性具有顯著影響的其它因素。同樣重要的是避免感應器和淬火系統(tǒng)相對于齒輪和齒輪擺動的偏心。即使齒輪旋轉，齒輪擺動將導致齒輪的特定部分在加熱期間更熱，因為不管旋轉，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，使用齒輪旋轉硬化技術而不是“逐齒”或“間隙”方法在齒根內(nèi)獲得更有利的壓縮應力。