齿轮感应淬火的发展
齿轮的硬齿面热处理工艺主要有 :渗碳 (和碳氮共渗 )、渗氮 (和软氮化 )及感应淬火。齿轮感应淬火和渗碳、渗氮相比 ,具有节能、节约合金元素、生产周期短、劳动环境好以及可在线生产等优点。可通过主菜单上的按钮进行操作,并对程序中各参数进行修改、保存,实现不同的淬火工艺。因此 ,随着齿轮感应淬火工艺的不断改进 ,它在机床、汽车、拖拉机、机车以及回转支承等制造工业等应用领域得到了越来越广泛的应用。
常规 (单频 )齿轮感应淬火
机床传动齿轮使用感应淬火早 ,但受当时感应淬火电源频率的限制 ,大部分仍采用高频200kHz或中频 25~8kHz电应淬火。此种工艺常得到全齿淬硬或半齿淬硬的齿轮。
单齿一次加热或扫描淬火
单齿一次加热淬火中频 8~10kHz常用于m =8mm以上的大模数齿轮。沿齿沟扫描淬火 沿齿沟扫描淬火主要用于m =6mm以上的直齿轮及斜齿轮 ,此种方法应用极广 ,并且已有极成熟的工艺与装备。
感应加热表面淬火在汽车末端齿轮上的应用
渗碳处理是目前汽车和拖拉机重载齿轮主要的热处理淬火方式。但是,经过这种处理后的零件加工性不高,因为厚度不大的齿冠会产生径向和端面变形。
对齿轮的每个齿进行感应加热后再进行冷却淬火的方式,齿轮的耐磨性不亚于渗碳方式处理过的齿轮。
对于感应加热表面淬火复杂的过程是保证感应器与淬火表面之间的固定间隙。通过的***控制,以确保感应器与齿轮淬火面的间隙保持在一定的误差范围内。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点,因此在生产中应用极为广泛。为了使沿齿面轮廓的淬火层达到均匀的厚度,在淬火时待加工表面相对于感应器的移动速度要平稳地由齿顶处的值变化至值。利用运动的感应器从一个齿顶经齿窝到达下一个相邻的齿顶,使工作面很窄小的区域被加热和冷却,这种对齿 面持续不断淬火的方法有重大的工艺优越性。
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采用同时双频法,频率较低和较高同时馈入感应器。硬化通过加热来实现。正确淬火对于的旋转硬化结果至关重要,应该在加热后尽快进行。表面淬火变形小,较整理淬火生产率更高,因而生产过程中没有特殊要求的多进行表面淬火。时间间隙加热和淬火可以通过使用快速CNC轴***来化喷头,或通过将猝熄电路集成到感应器中。在此期间淬火阶段齿轮的转速降低到50rpm以下避免在与旋转方向相反的侧面上的“阴影效应”。
许多其他因素影响自旋硬化结果。材料要硬化和其初始结构,例如,具有决定性的影响。由于短奥氏体化时间,初始钢结构必须是密实的(ASTM7及以上)。简单的说就是销轴淬火设备热处理效果好,详细的就要从多方面来比较了。非均匀的珠光体 - 铁素体初始结构是不合适的。初始结构和碳含量的重要性随模块尺寸而增加减少。如果稍微增加的淬火畸变是可接受的,则是感应的预淬火和回火在轮廓淬火之前可以大大提高齿轮的淬透性。
模块尺寸是旋转硬化的另一个关键因素。自旋硬化是一种通用且可靠的工艺,可以硬化齿轮,螺旋齿轮和内齿轮与表面不规则的距离。利用独特的感应器解决方案可用来限制这种效果通过增强功率分布。
生产应用及推广
(1)轮毂轴管整体感应淬火的结果分析将整体感应淬火的轮毂轴管样品切样分析,结果淬火区域连续,圆柱面和圆角淬硬层比较均匀。如果用感应淬火使轴的中心部达到规定的硬度要求,那就要求感应设备加热深度必须达到轴的中心部,而且中心部的温度要达到临界温度以上。同时在零件的淬火区域内用洛氏硬度计在不同部位上进行硬度检查, 其硬度比较均匀,硬度值为50~55HRC,能满足产品设计的技术要求。用以上的检验结果与分段工艺淬火结果进行对比分析,其硬度和淬硬层深优于多次分段淬火工艺,调试完成的工艺淬火层连续均匀,且采用了自回火技术,提高了产品的质量,降低了生产成本。因此,整体一次感应淬火完全可以替代于分段感应淬火技术;
(2)轮毂轴管整体一次感应淬火的小批量生产试制经过多方论证及试验对比分析,已经按计划分阶段完成了该零件的工艺试验,小批量试制以及大批量的生产,经过使用表明整体一次***应淬火代替分段感应淬火这一工艺改进确实可行,零件生产的各项技术指标及经济指标均已达到和满足设计要求,从很大程度上已经显示出整体一次***应淬火这一工艺的优越性和***性.