轉(zhuǎn)向齒條感應(yīng)淬火技術(shù)

感應(yīng)加熱電流頻率的選擇電流頻率的選擇與齒條齒面和齒背的硬化層深、齒傾角及零件直徑等因素有關(guān)。

要保持感應(yīng)淬火技術(shù)在轉(zhuǎn)向齒條生產(chǎn)線上的應(yīng)用,必須設(shè)計(jì)研制擠壓夾持裝置,確保該技術(shù)在大批量生產(chǎn)過程中發(fā)揮功效。試驗(yàn)中運(yùn)用了多種擠壓裝置(淬火機(jī)床)較好地解決了大批量生產(chǎn)中齒條的裝夾定位問題。

在轉(zhuǎn)向齒條接觸式感應(yīng)淬火過程中,采用保證齒溝都得到充分冷卻的噴水并在齒條加熱本體的另一側(cè)輔助噴淋冷的冷卻方式,在生產(chǎn)過程中對(duì)加強(qiáng)齒條的硬化及減小畸變產(chǎn)生了良好的效果。

限制淬火畸變方法：

①淬火時(shí)在齒條背部采用3點(diǎn)支撐,其中一點(diǎn)為預(yù)應(yīng)力支撐,其相對(duì)于另外2個(gè)支撐塊的高度,要控制在一定范圍內(nèi),同時(shí)3個(gè)支撐塊的布置必須同軸;②系統(tǒng)對(duì)齒條壓緊,選擇合理的系統(tǒng)壓力;③齒條淬火時(shí),合理選擇壓緊部位。

車軸感應(yīng)淬火技術(shù)的發(fā)展

車軸是機(jī)車車輛中的部件之一,它直接關(guān)系到鐵道車輛行車安全。簡單的說就是銷軸淬火設(shè)備熱處理效果好，詳細(xì)的就要從多方面來比較了。從19世紀(jì)中到20世紀(jì)初,各國對(duì)車軸的疲勞斷裂進(jìn)行了大量的研究,如科學(xué)家Ｗｈｏｌｅｒ和Ｈｏｇｅｒ用全尺寸車軸進(jìn)行車軸疲勞斷裂的研究,日本也對(duì)實(shí)物車軸進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。對(duì)車軸疲勞強(qiáng)度和疲勞斷裂機(jī)理已研究很清楚,但鐵路車輛車軸疲勞斷裂依然存在。例如,在俄羅斯僅1993年在運(yùn)用的220～250萬根車軸中,因疲勞裂紋而報(bào)廢的就達(dá)6800根。法國在高速鐵路系統(tǒng)的定期檢修中,將輪座磨去0.5mm深,以防止再次裂紋萌生。在日本新干線使用的所有車軸,運(yùn)行 45萬公里后,用磁粉探傷儀進(jìn)行檢查,每年進(jìn)行磁粉探傷的車軸總數(shù)約2萬根。隨著高速鐵路在世界各國的興起和不斷發(fā)展,對(duì)車軸的安全使用性能提出了更高的要求。強(qiáng)化車軸表面,是提高車軸斷裂的重要措施。無論是法國、日本還是德國對(duì)高速運(yùn)行下的車軸都進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用,日本、法國均采用低碳鋼制造車軸,并進(jìn)行表面感應(yīng)淬火處理。日本新干線的使用結(jié)果表明,這種車軸經(jīng)表面感應(yīng)淬火后,克服了車軸的斷裂,確保了行車安全。車軸材料我國的機(jī)車、車輛均采用碳素鋼車軸,縱觀總體情況,應(yīng)該說碳素鋼車軸是成熟的、可靠的。對(duì)于高速列車車軸材料是選碳素鋼還是合金鋼,我國還沒有成熟的技術(shù)。由于各國的國情不同 ,技術(shù)觀點(diǎn)不同 ,選用的車軸材料不盡相同,但都屬于低碳鋼范疇。

感應(yīng)淬火低碳鋼車軸表面采用感應(yīng)淬火是提高其疲勞壽命為經(jīng)濟(jì)而有效的方法。大型軸承圈滾道中頻感應(yīng)淬火鋼平面滾道軸承是火箭、、發(fā)射裝置中用于回轉(zhuǎn)支承的重要部件。日本對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)研究 ,并成功地運(yùn)用在高速鐵路上。日本新干線在這方面工作早在 1948年就開始了 ,碳素鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后 ,再沿車軸縱向進(jìn)行表面感應(yīng)加熱淬火 ,在淬硬層內(nèi)獲得非常細(xì)的馬氏體組織 ,使其表面硬度顯著增加。

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，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。

提升齒輪硬度的方式：感應(yīng)加熱及淬火

齒輪旋轉(zhuǎn)淬火（使用環(huán)形感應(yīng)器）

旋轉(zhuǎn)淬火是的感應(yīng)齒輪硬化方法，并且它特別適用于中等大小的齒輪。軸承高頻淬火設(shè)備低淬鋼感應(yīng)淬火的特點(diǎn)有：低淬鋼感應(yīng)淬火工藝適用于復(fù)雜工件，如齒輪、軸承環(huán)與傳動(dòng)十字軸等，低淬鋼的晶粒度為11～12級(jí)，而一般鋼的晶粒度為7～8級(jí)，晶粒細(xì)化使抗脆性斷裂性能提高5～10倍。在加熱期間旋轉(zhuǎn)齒輪以確保能量的均勻分布?？梢允褂铆h(huán)繞整個(gè)齒輪的感應(yīng)器。當(dāng)應(yīng)用感應(yīng)器時(shí)，有五個(gè)參數(shù)對(duì)硬度起主要作用：頻率，功率，循環(huán)時(shí)間，感應(yīng)器幾何形狀和淬火條件。通過加熱時(shí)間，頻率和功率的變化獲得的感應(yīng)淬火圖案。通常，當(dāng)僅需要硬化齒尖時(shí)，應(yīng)結(jié)合較短的加熱時(shí)間來施加較高的頻率和較高的功率密度。為了硬化齒根，使用較低的頻率。

感應(yīng)淬火是一個(gè)兩步過程：加熱和淬火。兩個(gè)階段都很重要。在旋轉(zhuǎn)淬火應(yīng)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(shù)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(shù)淬火；

3.使用位于感應(yīng)器下方的單獨(dú)的同心噴霧滅火塊（淬火）。在受摩擦的場合，表面層還不斷地被磨損，因此對(duì)一些零件表面層提出高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性和高疲勞極限等要求，只有表面強(qiáng)化才能滿足上述要求。淬火-蒸氣層，沸騰和對(duì)流熱傳遞的三個(gè)階段的經(jīng)典冷卻曲線不能直接應(yīng)用于噴射淬火。由于噴射淬火的性質(zhì)，兩個(gè)階段被大大抑制。同時(shí)，在對(duì)流階段期間的冷卻更嚴(yán)重。齒輪幾何形狀和轉(zhuǎn)速是在齒輪淬火期間對(duì)淬火流動(dòng)和冷卻嚴(yán)重性具有顯著影響的其它因素。同樣重要的是避免感應(yīng)器和淬火系統(tǒng)相對(duì)于齒輪和齒輪擺動(dòng)的偏心。即使齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪擺動(dòng)將導(dǎo)致齒輪的特定部分在加熱期間更熱，因?yàn)椴还苄D(zhuǎn)，它將總是更靠近線圈。除了不均勻加熱以外，擺動(dòng)還引起不均勻淬火，導(dǎo)致額外的硬度不均勻性和齒輪形狀變形。已經(jīng)報(bào)道，使用齒輪旋轉(zhuǎn)硬化技術(shù)而不是“逐齒”或“間隙”方法在齒根內(nèi)獲得更有利的壓縮應(yīng)力。