淺析采用淬火機對齒輪進行表面淬火的工藝介紹

中頻淬火機對齒輪進行表面淬火主要是通過快速加熱與立即淬火冷卻相結(jié)合的方法來實現(xiàn)的。...

淬火機對齒輪進行表面淬火主要是通過快速加熱與立即淬火冷卻相結(jié)合的方法來實現(xiàn)的，即利用快速加熱使鋼件表面很快地達到淬火的溫度，而不等熱量傳至中心即迅速予以冷卻，便可以只使表層被淬硬為馬氏體，而中心仍為未淬火組織（即原來塑性和韌性較好的退火、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的組織)。從而使鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理，既可獲得具有相當(dāng)于高碳鋼的性能，又可獲得相當(dāng)于中、低碳鋼的性能，而鋼則沒有這種可能性。

表面淬火齒輪的機械加工工藝流程一般為：備料→鍛造→正火→機械粗加工→調(diào)質(zhì)處理→機械半精加工→表面淬火十低溫回火→磨削。該工藝流程中各熱處理的目的簡述如下。

(1)正火

消除鍛造應(yīng)力，均勻組織、細(xì)化晶粒，改善切削加工工藝性和表面加工質(zhì)量。

(2)調(diào)質(zhì)處理

為了提高齒輪心部的綜合力學(xué)性能，以承受交變彎曲應(yīng)力和沖擊載荷，還可減小工件表面淬火變形。

(3)表面淬火十低溫回火

它是決定齒輪表面性能的關(guān)鍵工序，采用淬火機進行表面淬火可提高齒輪表面的硬度和耐磨性，并使其具有殘余壓應(yīng)力，從而提高負(fù)荷的能力；低溫回火是為了消除淬火應(yīng)力，防止產(chǎn)生磨削裂紋，提高抗沖擊能力。

對調(diào)質(zhì)鋼而言，表面淬火十低溫回火后的組織由淬硬層、過渡層和原始組織三部分組成。工件表層為隱針回火馬氏體，心部為回火索氏體（調(diào)質(zhì)態(tài)）或鐵素體十珠光體（正火態(tài))。

采用淬火機進行表面淬火后，工件的硬度比普通熱處理要高出2～5HRC。由于表面淬火后表層形成較大的殘余壓應(yīng)力，故表面淬火后疲勞極限可提高5--7倍，并且降低了工件的缺口敏感性。由于表面淬火后表層形成較大的殘余壓應(yīng)力，故表面淬火后疲勞極限可提高5--7倍，并且降低了工件的缺口敏感性。由于高頻表面淬火組織細(xì)、磁化物分布均勻且細(xì)?。杂捕雀?、強度大，比一般淬火件的耐磨性要高，可大幅度提高抗接觸疲勞能力。

FW250分度頭主軸采用高頻淬火設(shè)備進行熱處理的具體工藝

FW250分度頭主軸的材料為45鋼。熱處理技術(shù)要求：除法蘭盤與中部硬度≤30HRC，其余為45-50HRC。為滿足其技術(shù)要求，采用高頻淬火設(shè)備進行熱處理，效果良好。

（1）工藝流程 下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一機械加工一φ48.2mm段局部淬火、回火一機械加工一感應(yīng)淬火、回火一精加工。

（2）熱處理工藝

1）正火。采用高頻淬火設(shè)備，加熱溫度為830-850℃，出爐空冷。

2）調(diào)質(zhì)。毛坯經(jīng)粗加工后進行調(diào)質(zhì)處理。其淬火加熱溫度為820-840℃，先水淬30s左右再入油冷卻；高溫回火溫度為610-630℃，空冷。淬火硬度≥50HRC，回火后硬度為235-265HBW。

3）φ48.2mm尺寸局部淬火、回火。選用高頻淬火設(shè)備進行局部淬火。其淬火加熱溫度為820-840℃，先水淬20s左右再入油冷卻；回火加熱溫度為340-360℃。

局部淬火部位硬度為45-50HRC，徑向圓跳動不大于加工余量的1/2。

4） 法蘭盤與中部感應(yīng)淬火、回火。采用高頻淬火設(shè)備，感應(yīng)器選擇自噴水式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑為淬火部位外徑 （4-6mm）。因此，采用高頻淬火機對連桿進行熱處理，并注意其中的工藝實施要點和問題，將有助于我們生產(chǎn)出高質(zhì)量、高規(guī)格的連桿。淬火冷卻介質(zhì)為清潔水。其淬火加熱溫度為880-900℃，陽極電壓為13.5kV，陽極電流為6A，屏極電流為1.2A，主軸連續(xù)淬火的相對移動速度為100mm/min。回火溫度為280-300℃，回火后，硬度＜30HRC。

5）校直。對個別畸變超差件，可采用200kN液壓校直機校正。校直后進行低溫回火，以消除殘余應(yīng)力。

端面感應(yīng)加熱淬火工藝改進，采用改進感應(yīng)加熱法總結(jié)如下：

1）調(diào)整螺釘改進感應(yīng)加熱淬火采用矩形感應(yīng)器和旋轉(zhuǎn)感應(yīng)淬火加熱方式，可以使工件得到圓柱面和球面均勻碗形淬火硬化層。碗形硬化層是感生電流和動生電流同時作用的結(jié)果。

2）調(diào)整螺釘端部感應(yīng)加熱淬火碗形硬化層，使工件球面和圓柱面得到高硬度，芯部組織不受影響，因而實現(xiàn)了工作面高耐磨性，而芯部韌性良好，不會引起螺釘裂紋開裂。

3）矩形感應(yīng)器寬度與工件端面圓柱體直徑之比值成為覆蓋系數(shù)，該比值影響0.5-0.7時，在此范圍內(nèi)， 工作圓柱面和球面可以獲得厚度均勻的硬化層。