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(qiáng)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(shí)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(duì)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(duì)模數(shù)大于16的內(nèi)齒圈推薦采用感應(yīng)淬火工藝進(jìn)行加工。

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(jìn)行感應(yīng)淬火。采用設(shè)計(jì)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(diǎn)

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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等感應(yīng)淬火共有優(yōu)點(diǎn)，還具有以下特點(diǎn)：

（1）相比于氮化，其對(duì)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，活塞桿淬火設(shè)備生產(chǎn)線，變形較小，故相應(yīng)磨量較小，設(shè)計(jì)放模量可減少，活塞桿淬火設(shè)備圖片，且后續(xù)生產(chǎn)加工成本較低。

（3）批量生產(chǎn)時(shí)交貨期短，滿足一些客戶需求。

（4）便于機(jī)械化和自動(dòng)化，設(shè)備緊湊，使用方便，勞動(dòng)條件好。

但使用感應(yīng)淬火技術(shù)對(duì)內(nèi)齒圈進(jìn)行加工，尚有以下困難及缺點(diǎn)待克服：新齒形產(chǎn)品工藝試驗(yàn)周期較長，感應(yīng)器設(shè)計(jì)/相關(guān)工藝參數(shù)選擇需要慎之又慎；不能實(shí)現(xiàn)全齒寬淬硬。目前可滿足設(shè)計(jì)上80%齒寬高符合工藝要求，活塞桿淬火設(shè)備供貨商，這一點(diǎn)也是未來需要改進(jìn)和克服的地方；批量生產(chǎn)時(shí)，發(fā)生批量事故風(fēng)險(xiǎn)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(jìn)行控制。

錐齒輪高頻感應(yīng)加熱淬火工藝

錐齒輪用于拖拉機(jī)產(chǎn)品中，其齒部要求高頻表面淬火，圓柱形感應(yīng)器進(jìn)行工藝試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)工件淬火硬度不均， 不能滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。

與齒部形狀相一致的錐形感應(yīng)器，通過工藝試驗(yàn)，滿足了產(chǎn)品技術(shù)要求。

產(chǎn)品的材質(zhì)為45鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度25-30HRC，齒部要求表面淬火，淬火硬度40-50HRC。

齒部高頻淬火采用感應(yīng)淬火設(shè)備。采用同時(shí)加熱噴水冷卻。高頻感應(yīng)淬火所用 感應(yīng)器為錐形感應(yīng)器，感應(yīng)器與齒部大端面之間間隙為2mm。

通過生產(chǎn)實(shí)踐，濰坊活塞桿淬火設(shè)備，采用錐形感應(yīng)器對(duì)錐齒輪齒部進(jìn)行高頻淬火，回火后測(cè)得齒部表面淬火硬度均在40-50HRC之間，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)需求及產(chǎn)品技術(shù)要求。

鋼齒圈的感應(yīng)淬火

鋼齒圈的表面感應(yīng)淬火后技術(shù)要求為:表面硬度55HRC~60HRC，淬硬層深為1.1mm~10.8mm(齒頂為10.8mm，齒根為1.1mm)。

齒圈感應(yīng)加熱參數(shù)的選擇現(xiàn)有的加熱方式是采用中頻電源，沿齒廓整體旋轉(zhuǎn)加熱達(dá)到淬火溫度后，噴冷卻介質(zhì)，要達(dá)到齒頂、齒根均勻的硬化層分布，使齒圈得到接近仿形淬火效果，選擇合適的加熱功率、加熱時(shí)間、預(yù)冷時(shí)間非常重要。根據(jù)齒圈同時(shí)加熱淬火的面積、硬化層深度、比功率及加熱時(shí)間之間的關(guān)系，確定齒圈的加熱參數(shù)。

感應(yīng)加熱參數(shù)對(duì)齒圈淬火的影響齒圈感應(yīng)加熱的頻率選擇是比較復(fù)雜的，要選擇的電流頻率，使齒頂和齒根被均勻地加熱有一定的困難，特別是模數(shù)m，齒數(shù)z及齒寬b等參數(shù)的變化都影響頻率的選擇。

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