低淬鋼齒輪感應(yīng)加熱淬火

利用鋼材的低淬透性 ,將感應(yīng)加熱透的齒輪用激烈的冷卻水進(jìn)行淬火 ,得到沿齒輪廓的淬硬層及略提高硬度的齒心部。低淬透性鋼齒輪感應(yīng)淬火樣品這種工藝有如下優(yōu)點(diǎn) :( 1 )對感應(yīng)加熱電源要求不高 (常用 8kHz、1 0 0kW) ,即不需要特殊的頻率及高的功率密度 ,設(shè)備投資費(fèi)用少。( 2 )低淬透性鋼成本低 ,其價格與中碳結(jié)構(gòu)鋼相似。新設(shè)計(jì)的感應(yīng)器有以下優(yōu)點(diǎn):鑲嵌導(dǎo)磁體迫使磁力線向圓角集中,提高了平面加熱效率,大大加強(qiáng)了圓角淬火的效果。( 3)輪齒表面有很高的殘余壓應(yīng)力 ,齒心部由于熱透 ,硬度略有提高 ,因此輪齒的抗彎性強(qiáng)度得到提高 ,綜合力學(xué)性能好。

齒輪雙頻淬火

齒輪雙頻淬火機(jī)理齒輪雙頻淬火的機(jī)理是先用較低頻率進(jìn)行齒輪預(yù)熱 。早期的齒輪雙頻淬火是在兩個感應(yīng)器中進(jìn)行的 ,即先在中頻感應(yīng)器進(jìn)行預(yù)熱 ,然后在高頻感應(yīng)器中進(jìn)行終加熱?，F(xiàn)代化的雙頻齒輪感應(yīng)淬火現(xiàn)代化的雙頻齒輪加熱已經(jīng)改進(jìn)在一個感應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。

大模數(shù)齒輪淬火用感應(yīng)加熱電源控制系統(tǒng)

與感應(yīng)加熱表面淬火相比，滲碳淬火雖可以使齒面達(dá)到很高的接觸疲勞強(qiáng)度、高的抗彎曲強(qiáng)度及良好的耐磨性，但熱處理周期長，淬火變形大，因此世界上工業(yè)化國家在生產(chǎn)大模數(shù)重載齒輪軸逐漸開始采用感應(yīng)加熱電源淬火，其特點(diǎn)是加熱速度快、幾乎沒有保溫時間 (加熱到溫后立即淬火)。目前以數(shù)字信號處理器(DSP) 和復(fù)雜可編程邏輯器件 (CPLD) 為核心的感應(yīng)加熱電源，已經(jīng)科技取代進(jìn)口設(shè)備。低淬鋼齒輪感應(yīng)加熱淬火利用鋼材的低淬透性,將感應(yīng)加熱透的齒輪用激烈的冷卻水進(jìn)行淬火,得到沿齒輪廓的淬硬層及略提高硬度的齒心部。

基于 DSP 的感應(yīng)加熱電源主要包括主電路與控制電路兩部分，主電路包括整流和逆變兩部分。主電路整流部分輸入為380V/50 Hz 工頻交流電壓，經(jīng)三相不控橋式整流后，轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷海喠鲗?dǎo)通和關(guān)斷逆變橋器件，在逆變器的輸出端獲得交變的方波電壓，經(jīng)高頻逆變變壓器耦合輸出到諧振電容和感應(yīng)線圈，通過串聯(lián)諧振產(chǎn)生電流，在線圈中形成交變磁場，對工件進(jìn)行感應(yīng)加熱。常規(guī)(單頻)齒輪感應(yīng)淬火機(jī)床傳動齒輪使用感應(yīng)淬火早,但受當(dāng)時感應(yīng)淬火電源頻率的限制,大部分仍采用高頻200kHz或中頻25～8kHz電應(yīng)淬火。

由于感應(yīng)加熱用IGBT器件工作頻率在20至100kHz，可以滿足大多數(shù)感應(yīng)加熱的工作需求。由DSP產(chǎn)生PWM脈沖信號?？刂七^程中融入恒流PID和數(shù)字鎖相環(huán)運(yùn)算、PWM 波形輸出頻率實(shí)時性和高分辨率移相 PWM 及死區(qū)時間控制，計(jì)算時間短，計(jì)算量大，要求系統(tǒng)有較高的運(yùn)算速度和精度；需要同時對多個電流、電壓值進(jìn)行采樣分析，要求系統(tǒng)有較強(qiáng)的并行處理能力，能完成系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)存儲、傳輸、顯示等功能。正確選擇加熱電流頻率可實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求,提高熱處理質(zhì)量,充分發(fā)揮設(shè)備的效能,提高生產(chǎn)率,節(jié)省電能。

錐齒輪感應(yīng)淬火工藝

新工藝針對錐齒輪的淬火工藝開發(fā)，但不受零件的限制。所有的工件都得到平直的、連續(xù)的表面，這樣淬火后工件才能得到足夠的尺寸精度。

原則上，新裝置的工作方式和一般模式相同。附加的是，新裝置具有堅(jiān)固的底部固定和上部固定裝置，可以很好地夾持加熱后的工件，實(shí)現(xiàn)淬火工藝。

采取新一代感應(yīng)淬火設(shè)備和淬火工藝后，實(shí)現(xiàn)如下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）工藝過程能夠在生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)。

（2）單件流動。

（3）工藝隨時開始，不需要爐子那樣長的加熱過程。

（4）由于加熱時間短，因此節(jié)能。

（5）由于控制優(yōu)良，可實(shí)現(xiàn)的重復(fù)性生產(chǎn)。

（6）工件終尺寸精度。

（7）工件變形小，廢品率低。

（8）后續(xù)工序少。

淬火設(shè)備的核心裝置是一種新的感應(yīng)淬火機(jī)床，配置完整的感應(yīng)器系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。