轉向齒條感應淬火技術

感應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。

要保持感應淬火技術在轉向齒條生產線上的應用,必須設計研制擠壓夾持裝置,確保該技術在大批量生產過程中發(fā)揮功效。試驗中運用了多種擠壓裝置(淬火機床)較好地解決了大批量生產中齒條的裝夾定位問題。

在轉向齒條接觸式感應淬火過程中,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輔助噴淋冷的冷卻方式,在生產過程中對加強齒條的硬化及減小畸變產生了良好的效果。

限制淬火畸變方法：

①淬火時在齒條背部采用3點支撐,其中一點為預應力支撐,其相對于另外2個支撐塊的高度,要控制在一定范圍內,同時3個支撐塊的布置必須同軸;②系統(tǒng)對齒條壓緊,選擇合理的系統(tǒng)壓力;③齒條淬火時,合理選擇壓緊部位。

花鍵軸零件感應淬火

花鍵軸類汽車零件在使用中承受扭轉應力和滑動摩擦,所以需要具有較高的表面硬度和抗扭轉強度。感應淬火是提高其使用性能的方法之一。在汽車或機械制造領域中,花鍵軸類零件往往是承受交變的扭轉、交變的彎曲和滑動摩擦等載荷。工作原理也很簡單：工件加熱后做勻速旋轉運動，同時進行噴液淬火，感應器帶噴水，這樣可使工件加熱到所需溫度后，可立即自動打開噴水電磁閥噴水，可保證淬硬層深度和淬火硬度。商用車常見花鍵軸類零件主要包括驅動半軸、貫通軸、傳動軸、花鍵軸、花鍵軸叉、軸間差速器殼、行星輪架軸、制動凸輪軸等。在生產實踐中為提高這些零件的使用性能,除個別零件采用調質工藝外,絕大部分零件采用感應熱處理強化工藝,其抗彎曲強度和抗扭轉疲勞強度等性能得到極大提高。

整體一次加熱淬火方法感應器結構為矩形銅管加導磁體的縱向分布形式,即由銅管繞制成矩形回線結構, 加熱時,工件上的感生渦流縱向環(huán)流,在工件旋轉同時整個圓周面迅速被加熱。感應器銅導線上裝置的導磁體起到控制磁力線分布的作用。淬火的硬度層深度,取決于感應設備的頻率和加熱時間,頻率越高或加熱時間越短,硬度層深度越低。感應器的附近裝置噴液冷卻器,在加熱工件達到設定溫度(或時間)時自動噴液冷卻。目前,國內汽車廠家多采用整體一次加熱淬火方法來處理半軸這類零件,零件的質量和生產效率均達到比較好的狀態(tài)。

移動(掃描、連續(xù))加熱淬火方法感應器一般為圓環(huán)形回線結構,環(huán)形導線內部通有足夠壓力和流量的循環(huán)冷卻水。誤區(qū)三：只看型號、不看功率例如將設備單項輸入電流120A和輸入功率120KVA混為一談，統(tǒng)稱120機，致使買回后才發(fā)現真正的功率才80KVA，明著占了便宜，實則暗里吃了虧。感應加熱時,工件上有周向感生電流流動,工件一邊加熱一邊與感應器相對移動,感應器上裝有噴液器,以實現一邊移動(掃描、連續(xù))加熱一邊噴射冷卻液冷卻,終實現淬火強化的目的。

薄壁齒輪的超音頻感應加熱淬火

薄壁齒輪材料及熱處理技術要求

齒輪材料為45鋼。熱處理技術要求是齒坯正火到179-299HB，精切齒后沿齒溝高頻感應加熱淬火到硬度48—55HRC。齒根淬硬層深度≥0.5mm。

淬火加熱電源設備

淬火機床功率100kW，加熱頻率100kHz。感應器采用螺旋狀，同時感應器設計時增大與齒輪的耦合，提升感應加熱的速度。

加熱工藝參數

加熱采用全齒同時加熱方式。通過加熱電源輸入功率的調節(jié)控制齒輪感應加熱時獲得的比功率，從而控制感應加熱速度。加熱后采用噴水冷卻的方式。

齒輪雙頻感應加熱過程及齒輪材質的選擇

雙頻加熱的原理是使用低高兩種頻率的熱源。首先，以較低頻率的熱源加熱(3—10kHz)，為齒輪預熱提供所需能量。

隨后，立即進行高頻熱源加熱，頻率范圍100-250kHz之間。頻率選擇依齒輪尺寸及周節(jié)大小而定。高頻熱源將迅速使全部齒輪外表面加熱至淬火溫度，然后齒輪立即淬火，獲得設計所規(guī)定的硬度。

在雙頻加熱中，固定在心軸上旋轉著的齒輪接受預熱，隨后一個快速“脈沖使之達到終適宜的淬火溫度后，工件被送入水中淬火。全部過程共需30秒鐘。

這一過程為計算機所控制。由于加熱速度快，表面無氧化、脫碳現象，外觀質量及心部材料的性能仍保持不變。

制造齒輪有多種材料，從工藝及經濟的觀點出發(fā)，鋼得到廣泛應用。

含碳量決定鋼能達到的硬度。通常用于感應熱處理的鋼，視其表面的設計硬度要求，含碳量一般為0.40,0.50或0.60％為宜。

要使零件在局部加熱之后淬火硬化，鋼的含碳量必須達到設計硬度的要求。

雙頻感應淬火解決這一問題的辦法是，嚴格控制熱處理變形，使變形量限制在太多數齒輪的設計要求范圍之內。

齒輪淬火處理有其特點，雙頻感應處理是各種方法中較理想的。在常規(guī)處理中，要同時滿足一定的硬化層深度及變形要求是困難的，因為兩者會相互影響，相互制約。加熱小齒輪時，為防止將已淬硬的齒面加熱，可采用三角形截面感應器，或用銅板屏蔽的方法。而雙頻感應方法僅對齒輪的局部提供淬火所必須的能量(比常規(guī)生產減少2—3倍)，因此，變形范圍及硬化深度均達到設計要求。