齒圈高頻淬火過程中常見問題與對策

感應加熱淬火工藝簡單、、節(jié)能等特點受到了大家的歡迎，尤其現(xiàn)在對環(huán)保抓的比較嚴的當下，在大環(huán)境下可以說感應淬火是一種趨勢，齒圈高頻淬火設備就是應用的感應淬火原理。改進工藝方案為零件預先反彎曲變形→屏蔽感應加熱淬火→回火→校直→磨外圓。齒圈(包括外齒圈和內(nèi)齒圈)作為常用的機械傳動零件，特別是大直徑齒圈通過感應加熱淬火工藝進行表面強化，達到實際應用中所需要的硬度。

齒圈感應加熱淬火有四種，沿齒溝感應淬火、逐齒感應淬火、回轉(zhuǎn)感應淬火、雙頻感應淬火。

1、沿齒溝感應淬火：使齒面和齒根得到硬化，齒頂中部無淬硬層。此法熱處理變形小，但生產(chǎn)效率低。

2、逐齒感應淬火：齒面硬化，齒根無硬化層，提高齒面的耐磨性，但因熱影響區(qū)的存在，會降低齒的強度。

3、回轉(zhuǎn)感應淬火：單圈掃描淬火或多匝同時加熱淬火，齒部基本淬透，齒根硬化層淺。適于中小齒輪，不適于高速、重載齒輪。

4、雙頻感應淬火：中頻預熱齒槽，高頻加熱齒頂，得到基本沿齒廓分布的硬化層。

齒圈高頻淬火過程中常見問題與對策（這里主要以沿齒溝感應淬火方法為例）

花鍵軸感應淬火的研究

目前，花鍵軸中頻感應淬火工藝已逐步代替原滲氮工藝。

(1)淬火感應器與花鍵軸鍵槽同一截面各部位不等間距齒頂部位加熱速度快,增大間距,減弱磁感應強度;齒面部位加熱速度較快,增大間距,適當減弱磁感應強度;齒根部位加熱速度慢,增大間距,增強磁感應強度。

(2)加裝導磁體減少感應器鼻部寬度,利用鑲裝磁阻小的導磁體材料(硅鋼片)。簡單的說就是銷軸淬火設備熱處理效果好，詳細的就要從多方面來比較了。感應加熱磁場鄰近效應及導磁體的驅(qū)流效應,使感應磁場進一步被擠向感應器鼻部邊緣,相當于再縮小感應器與齒根間距,提高齒根加熱速度,達到接近齒面加熱速度,這樣達到減少花鍵軸同一橫截面淬火加熱溫度不均勻性的目的。

齒輪感應淬火的發(fā)展

齒輪的硬齒面熱處理工藝主要有 :滲碳 (和碳氮共滲 )、滲氮 (和軟氮化 )及感應淬火。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。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。因此 ,隨著齒輪感應淬火工藝的不斷改進 ,它在機床、汽車、拖拉機、機車以及回轉(zhuǎn)支承等制造工業(yè)等應用領域得到了越來越廣泛的應用。

常規(guī) (單頻 )齒輪感應淬火

機床傳動齒輪使用感應淬火早 ,但受當時感應淬火電源頻率的限制 ,大部分仍采用高頻200kHz或中頻 25～8kHz電應淬火。此種工藝常得到全齒淬硬或半齒淬硬的齒輪。

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。沿齒溝掃描淬火　沿齒溝掃描淬火主要用于m =6mm以上的直齒輪及斜齒輪 ,此種方法應用極廣 ,并且已有極成熟的工藝與裝備。

感應加熱表面淬火在汽車末端齒輪上的應用

滲碳處理是目前汽車和拖拉機重載齒輪主要的熱處理淬火方式。但是，經(jīng)過這種處理后的零件加工性不高，因為厚度不大的齒冠會產(chǎn)生徑向和端面變形。

對齒輪的每個齒進行感應加熱后再進行冷卻淬火的方式，齒輪的耐磨性不亞于滲碳方式處理過的齒輪。

對于感應加熱表面淬火復雜的過程是保證感應器與淬火表面之間的固定間隙。當用低高度感應器加熱高度較高的圓柱齒輪時，可先加熱齒輪的中間部位，然后上下移動齒輪，使齒輪沿齒寬方向溫度均勻后即可冷卻淬火。通過的定位控制，以確保感應器與齒輪淬火面的間隙保持在一定的誤差范圍內(nèi)。為了使沿齒面輪廓的淬火層達到均勻的厚度，在淬火時待加工表面相對于感應器的移動速度要平穩(wěn)地由齒頂處的值變化至值。利用運動的感應器從一個齒頂經(jīng)齒窩到達下一個相鄰的齒頂，使工作面很窄小的區(qū)域被加熱和冷卻，這種對齒 面持續(xù)不斷淬火的方法有重大的工藝優(yōu)越性。

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